Comissão Editorial Eduardo Breviglieri Pereira de Castro (UFJF) - Editor Roberta Cavalcanti Pereira Nunes (UFJF) - Co-Editora

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2 REVISTA ELETRÔNICA PRODUÇÃO & ENGENHARIA Comissão Editorial Eduardo Breviglieri Pereira de Castro (UFJF) - Editor Roberta Cavalcanti Pereira Nunes (UFJF) - Co-Editora Conselho Editorial Luiz Gonzaga Mariano (Unifei) Adriana Ferreira de Faria (UFV) Vanderli Fava de Oliveira (UFJF) Osvaldo Luiz Gonçalves Quelhas (UFF) Objetivos e Escopo do Periódico A Revista eletrônica PRODUÇÃO & ENGENHARIA é um periódico on-line criado em 2007, como resultado da evolução natural dos trabalhos e atividades desenvolvidos pelo Fórum Mineiro de Engenharia de Produção. A Revista tem como objetivo fomentar a disseminação de conhecimento em Engenharia de Produção, através da publicação de artigos que apresentem conceitos, metodologias e resultados teóricos e práticos que contribuam para o desenvolvimento das empresas, dos profissionais, da sociedade e da produção científica. É de um veículo de publicação acadêmica que tem seu público-alvo composto pela comunidade de Engenharia de Produção, formada por pesquisadores, professores e alunos de graduação e pós-graduação, além de empresários e profissionais atuantes nesta área e em outras áreas correlatas. Tópicos abordados Gestão dos Recursos, Processos, Sistemas de Produção e Operações Planejamento e Controle da Produção Logística e Cadeia de Suprimentos Projeto de Fábrica e Layout Engenharia de Métodos Organização do Trabalho Gestão da Manutenção Processos Intermitentes de Fabricação e Construção Processos Contínuos de Fabricação e Construção Simulação e Otimização dos Processos de Produção Gestão de Operações e Serviços Pesquisa Operacional Modelagem, Análise e Simulação Processos Estocásticos Processos Decisórios Inteligência Computacional (Redes Neurais, Lógica Nebulosa, Sistemas Especialistas) Gestão da Qualidade Organização Metrológica da Qualidade Normalização e Certificação para a Qualidade Confiabilidade de Produtos e Processos Qualidade em Serviços Engenharia da Qualidade Controle Estatístico de Processos Engenharia do Produto Planejamento e Projeto do Produto Ferramentas e Métodos de Desenvolvimento de Novos Produtos Marketing do Produto Ergonomia e Higiene e Segurança do Trabalho Ergonomia do Produto e dos Processos de Produção Segurança do Trabalho Saúde Ocupacional Psicologia do Trabalho Gerência de Riscos Gestão Econômica Gestão Financeira de Projetos e Empreendimentos Gestão de Custos de Sistemas de Produção e Operações Gestão de Investimentos em Produção e Operações Gestão Ambiental Normalização e Certificação de Sistemas de Gestão Ambiental Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais Políticas Ambientais Gestão de Recursos Naturais Avaliação, Monitoramento e Mitigação de Impactos Ambientais Engenharia da Estrutura Organizacional Gestão de Projetos Engenharia e Gestão do Conhecimento Gestão da Inovação e Tecnologia (projetos, incubadoras, parques tecnológicos, outros) Redes de Empresas (APL, clusters, cooperativas, outros) Sistemas de Informação Gestão e Estratégias da Tecnologia da Informação Planejamento Estratégico e Operacional Ética e Responsabilidade Social Gestão do Conhecimento Ensino de Engenharia de Produção Ensino de Graduação Ensino de Pós-Graduação Pesquisa e Extensão Gestão Acadêmica e Institucional Informação da Publicação Revista Eletrônica PRODUÇÃO & ENGENHARIA ISSN Periodicidade Semestral Para 2016, 1 volume está previsto para publicação. Copyright@2016 dos autores Revista Eletrônica PRODUÇÃO & ENGENHARIA Universidade Federal de Juiz de Fora Faculdade de Engenharia, sala 4266 Rua José Lourenço Kelmer, s/n - Campus Universitário Bairro São Pedro - CEP: Juiz de Fora - MG Tel.: + 55 (32) Website: revistaproducaoengenharia@gmail.com

3 APRESENTAÇÃO A Revista eletrônica PRODUÇÃO & ENGENHARIA é um periódico on-line criado em 2007, como resultado da evolução natural dos trabalhos e atividades desenvolvidos pelo Fórum Mineiro de Engenharia de Produção - FMEPRO. A Revista tem como objetivo fomentar a disseminação de conhecimento em Engenharia de Produção, através da publicação de artigos que apresentem conceitos, metodologias e resultados teóricos e práticos que contribuam para o desenvolvimento das empresas, dos profissionais, da sociedade e da produção científica. Neste ano de 2016 publicamos o volume 8, com apenas um número, e apresentando quatro diferentes artigos. O Editor

4 Produção & Engenharia ISSN: V.8 / N.1 (2016) Cristie Diego Pimenta (a), Messias Borges Silva (b), Antônio Fernando Branco Costa (c), Valério Antonio Pamplona Salomon (d) (a) Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, Brasil / pimentadiego@yahoo.com.br (b) Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, Brasil /messias.silva@feg.unesp.br (c) Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, Brasil/ fbranco@feg.unesp.br (d) Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, Brasil /salomon@feg.unesp.br OTIMIZAÇÃO E ESCOLHA DE MODELOS PROBABILÍSTICOS NO PROCESSO DE TRATAMENTO TÉRMICO EM ARAMES DE AÇO TEMPERADOS E REVENIDOS RESUMO O objetivo deste artigo foi comparar a eficiência dos métodos de otimização Simplex e Simulação de Monte Carlo e modelar estatisticamente o processo de têmpera e revenimento, em arames de aço trefilados SAE Os dados foram gerados a partir da aplicação da metodologia Delineamento de Experimentos, com análise em blocos. Os resultados revelaram que todas as variáveis consideradas no estudo têm influência significativa na obtenção das propriedades mecânicas investigadas. A modelagem estatística foi realizada através da aplicação do método de Regressão Linear Múltipla, que permitiu a obtenção de modelos que representam adequadamente o processo. Concluiu-se que a predição dos resultados e otimização das múltiplas respostas simultaneamente possibilitaram boa eficiência no atendimento às especificações requeridas, permitindo que através de simulações de resultados, seja possível atender de forma precisa as necessidades de produção através do ajuste adequado da configuração (setup) do forno de têmpera. Palavras-chave: Delineamento de Experimentos; Regressão Linear Múltipla; Simplex; Simulação de Monte Carlo. OPTIMIZATION AND CHOICE OF PROBABILISTIC MODELS IN THE PROCESS OF HEAT TREATMENT IN QUENCHED AND TEMPERED STEEL WIRES ABSTRACT The objective of this article was to compare the efficiency of the Simplex method and Monte Carlo simulation for optimization and to model statistically the quench hardening and tempering processes in SAE 9254 draw steel wires. The data were generated by the application of Design of Experiments methodology, with blocks analysis. The results revealed that all variables considered in study have significant influence in obtaining the investigated mechanical properties. Statistic modeling was carried out by means of application of the Multiple Linear Regression method which allowed obtaining models which properly represent the process itself. It was concluded that the prediction of the results and optimization of the Multiple Responses simultaneously allowed greater efficiency in achieving the required specifications, enabling that through the simulations of results, it is possible to precisely meet the needs of production process through the appropriate adjusting of the setup of the quench hardening furnace. Keywords: Design of experiments; Multiple Linear Regression; Simplex; Monte Carlo Simulation Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

5 Otimização e escolha de modelos probabilísticos no processo de tratamento térmico em arames de aço temperados e revenidos 1. Introdução O objetivo deste trabalho foi comparar a eficiência dos métodos de otimização Simplex e Simulação de Monte Carlo e modelar estatisticamente o processo de têmpera e revenimento em arames de aço trefilados SAE Para o levantamento dos dados e modelagem estatística do processo, foram utilizadas as metodologias Delineamento de Experimentos e Regressão Linear Múltipla. Para otimização foram aplicados os métodos Simplex e simulação de Monte Carlo. Nesse caso, esses métodos foram usados para auxiliar, no desenvolvimento de uma modelagem estatística, a substituição da maneira tradicional de ajustar as variáveis de entrada do processo de tratamento térmico. O setup desse processo, atualmente, é realizado através de ensaios mecânicos de amostras-piloto que, após passar por todas as fases de um tratamento térmico de têmpera e revenimento, são encaminhadas para análise em laboratório. Os resultados obtidos, nessa etapa, são usados para regular o forno de têmpera, implicando em considerável tempo de análise e de espera, reduzindo, consequentemente, a produtividade do processo. Blondeau, Dollet e Vieillard-Baron (2000), demonstraram a aplicação de modelos matemáticos regressivos na predição das propriedades mecânicas em barras de aços. Apesar de esse modelo ter apresentado bons resultados em barras, a pesquisa em questão trata de arames trefilados, que possuem características muito diferentes. Hodgson e Gibbs (1992) comprovaram a influência dos elementos químicos C e Mn nas propriedades mecânicas em barras de aço, assim como a modelagem matemática para esse processo, também restrito a barras de aço. Ribeiro (2006), afirmou que as propriedades mecânicas do aço SAE 4140 foram influenciadas pelos parâmetros de revenido, em particular pela temperatura e tempo de tratamento. Também foi observada em Gorni (2001), a afirmação de que a temperatura de reaquecimento influenciou no limite de resistência de ambos os materiais testados. Segundo Camarão (1998), as propriedades mecânicas foram totalmente influenciadas pela temperatura de têmpera. Stein (2004) constatou que a rápida austenitização afeta sensivelmente as propriedades mecânicas e a microestrutura dos aços com teor de carbono acima de 0,4%, na condição de temperado e revenido, assim como se estudou o efeito da rápida austenitização sobre as propriedades mecânicas de um aço 1045, na condição de temperado e revenido. As variáveis experimentais utilizadas foram: as temperaturas de austenitização (intervalos de tempos de encharque e de revenimento) e a temperatura de austenitização e de revenimento. Através das pesquisas citadas anteriormente, foi possível obter algumas hipóteses de quais fatores podem influenciar no processo de têmpera e revenimento. Todavia, todos os artigos e dissertações anteriormente citados referem-se a barras de aço. A justificativa deste trabalho se dá pela falta de aplicações de planejamentos de experimentos relacionados ao processo de têmpera e revenimento em arames de aço SAE 9254, assim como a falta de modelos matemáticos que expressem com eficácia os resultados das propriedades mecânicas, visto que cada processo de tratamento térmico possui suas características específicas, dependendo das variações inerentes nas diferentes empresas. Não é conhecido na literatura nenhum modelo que represente adequadamente o processo de têmpera e revenimento para esse material estudado. Objetivou-se, por meio da aplicação dos métodos Simplex e simulação de Monte Carlo, a otimização, de forma simultânea, das variáveis respostas limite de resistência à tração, estricção e dureza. A simulação computacional dos resultados dessas propriedades mecânicas poderá possibilitar as predições de resultados mecânicos e ajustes prévios dos fatores com intuito de atingir as especificações. Isso terá implicação direta na redução de custos com testes laboratoriais e tempo utilizado nos ensaios e poderá proporcionar ganho de produtividade nos fornos de têmpera. 2. Revisão Bibliografica Segundo Callister (2012), a queda de temperatura durante o resfriamento na têmpera, promove transformações estruturais que acarretam o surgimento de tensões internas e por isso se faz necessário o tratamento de revenimento, que é realizado complementarmente à têmpera, sendo especialmente importante na fabricação de aços para molas. Este processo consiste em aquecer o material temperado entre 250 ºC e 650 ºC por um determinado tempo, para aumentar a ductilidade e elasticidade do material. Em um teste de limite de resistência à tração o corpo de prova é fixado no cabeçote de uma máquina de ensaio que aplica um esforço que tende a alongá-lo até a ruptura, sendo Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

6 Cristie Diego Pimenta, Messias Borges Silva, Antônio Fernando Branco Costa, Valério Antonio Pamplona Salomon medidas as deformações por meio de um aparelho chamado extensômetro. O ensaio é realizado num corpo de prova com dimensões padronizadas, para que os resultados obtidos possam ser comparados, reproduzidos e quantificados na própria máquina. Normalmente, o ensaio ocorre até a ruptura do material (o que o classifica como destrutivo) e permite medir a resistência do material e a deformação em função da tensão aplicada. Essa variação é extremamente útil para engenharia e é determinada pelo traçado da curva tensão-deformação. Acima de certo nível de tensão, os materiais começam a se deformar plasticamente até que haja a ruptura, ponto em que se obtém o limite de resistência à tração (CHIAVERINI, 2012). Nas indústrias siderúrgicas é muito utilizada a máquina de ensaio universal de tração e é comum que as unidades de força utilizadas sejam quilograma-força por milímetro quadrado (kgf/mm 2 ) ou Megapascal (MPa). As normas técnicas mais utilizadas para a execução de ensaios mecânicos são elaboradas pelas organizações ASTM (American Society for Testing and Materials) e ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). Estricção é definida como o atributo apresentado por certos materiais ao sofrerem grandes transformações plásticas antes de seu rompimento quando submetidos à tensão de tração. Em corpos de prova de aço a estricção é medida pela redução de área da seção transversal que ocorre antes da ruptura. A estricção é dada pelo quociente entre a variação da área transversal do corpo de prova: (área inicial área final) / área inicial. A estricção ou redução de área normalmente é expressa em porcentagem, mostrando quanto da área transversal da seção resistiva do corpo de prova foi reduzida após a aplicação da força no ensaio de limite de resistência à tração (MAYERS; CHAWLA, 1982). Segundo Chiaverini (2012), a dureza é a medida da resistência de um metal à penetração. Os métodos mais comuns de se determinar a dureza de um metal são o Brinell, o Vickers e o Rockwell. As propriedades mecânicas dureza e limite de resistência à tração estão diretamente relacionadas. Em geral, quanto maior a dureza, maior será o limite de resistência à tração. Como frequentemente a dureza é proporcional à resistência ao desgaste e durabilidade nos aços, ela é utilizada como uma forma de medir a resistência à abrasão (PAULA, 2013). 3. Material e Método Para Silva e Silva (2008), Lima et al.(2011) e Granato et al.(2011) o delineamento de experimentos é uma metodologia considerada poderosa para a melhoria da qualidade e produtividade em processos industriais, sendo muito adequada para estudar vários fatores de processo e a complexidade de suas interações. Segundo Montgomery (2013), a blocagem é uma técnica de projeto usada para melhorar a precisão da comparação entre fatores de interesse. Ela pode ser empregada em planejamentos fatoriais quando houver a necessidade de controlar a variabilidade proveniente de fontes perturbadoras conhecidas, que podem influir nos resultados. Segundo Sodré (2007), um modelo matemático consiste de um conjunto de equações que representam de uma forma quantitativa, as hipóteses que foram usadas na construção do modelo. Os parâmetros gerados para a modelagem utilizando o método de Regressão Linear Múltipla podem ser calculados por meio da utilização de estatística t-student, que quando utilizada complementarmente ao Planejamento de Experimentos, é muito eficiente para desenvolver modelos estatísticos que quantificam a influência das variáveis de entrada do processo para predição das variáveis de saída (Benyounis e Olabi, 2008). O método de programação linear tem por objetivo encontrar a melhor solução para problemas que tenham seus modelos representados por expressões lineares. Consiste na maximização ou minimização de uma função objetivo, respeitando um sistema de igualdades ou desigualdades, que recebem o nome de restrições do modelo. Essas restrições determinam uma região na qual se dá o nome de soluções viáveis (MARINS, 2011). Segundo Marins (2011), o método Simplex é um método de programação linear, que fornece um resultado para qualquer modelo linear, podendo ser utilizado para a sua aplicação, o solver do Excel que atua com planilhas eletrônicas e indica se o modelo tem solução ilimitada, se não tem solução, ou se possui infinitas soluções. A simulação de Monte Carlo foi criada por John Von Neumann, matemático húngaro, durante a segunda guerra mundial, em seu trabalho no projeto Manhattan (bomba atômica). O trabalho consistia na simulação direta de problemas probabilísticos (estocásticos) relacionados com a difusão das partículas de nêutrons quando submetidos a um processo de 642 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

7 Otimização e escolha de modelos probabilísticos no processo de tratamento térmico em arames de aço temperados e revenidos fissão nuclear. O nome Monte Carlo foi cunhado pelo cientista Nicholas Metropolis em 1953, inspirado no seu interesse por pôquer. Baseou-se na similaridade que a simulação estatística desenvolvida por eles tinha com jogos de azar, simbolizadas nas roletas de cassino de Monte Carlo, na capital do principado de Mônaco. O alicerce do método de Monte Carlo se baseia na geração de números aleatórios para simular sistemas físicos ou matemáticos, nos quais não se considera o tempo como explicitamente uma variável (CORRAR e THEÓPHILO, 2004). O material utilizado neste estudo foi o arame de aço SAE 9254, com diâmetros de 2,00 mm e 6,50 mm. Os fatores investigados, nesta pesquisa, foram: 1. Velocidade de passagem do arame dentro do forno (em m/s); 2. Concentração do polímero, meio de têmpera (em %); 3. Temperatura do chumbo no revenimento (em ºC). O diâmetro do arame de aço também foi considerado como um fator importante, pois existia a hipótese de que sua massa pudesse influenciar nos resultados das propriedades mecânicas investigadas. Nesta pesquisa, porém, foi utilizada a metodologia de análise em blocos, ou seja, para o bloco 1 foram alocados os experimentos relacionados somente ao diâmetro de 2,00 mm e, para o bloco 2, os experimentos relacionados ao diâmetro de 6,50 mm. Os fatores velocidade, temperatura do chumbo e concentração do polímero foram experimentados através dos planejamentos fatoriais, utilizando a matriz 2 3, conforme mostrado na Tabela 1. Tabela 1 Matriz fatorial 2 3 Experimentos Velocidade Temperatura chumbo % Polímero Fonte: os autores Para a realização do planejamento de experimentos, foram utilizadas variáveis reduzidas (β) ao invés de variáveis físicas (ajustes reais) dos fatores investigados, de forma a se preservarem os dados confidenciais da empresa financiadora da pesquisa. A redução das variáveis foi calculada segundo Montgomery e Runger (2003), utilizando o valor físico (α) que se quer testar subtraído da média (µ) entre os valores mínimo e máximo, com intervalo [-1,+1] dos ajustes dos fatores. O resultado dividiu-se pela metade da amplitude (R) entre os valores mínimos e máximos dos ajustes dos fatores. Dessa forma, a dimensionalidade das variáveis reduzidas ficou restrita ao intervalo [-1,+1], conforme equação 1 e Tabela 2. α µ β = R 2 Tabela 2 Transformação de variáveis físicas para variáveis reduzidas Variáveis de entrada Valores (unidades físicas) (1) Valores (variáveis reduzidas) Velocidade (m/s) Mínimo/Máximo -1 / +1 Temperatura de Chumbo (ºC) Concentração do polímero (%) Fonte: os autores 4. Resultados e Discussão Mínimo/Máximo -1 / +1 Mínimo/Máximo -1 / Experimentos e análises Na experimentação, foram realizadas, inicialmente, todas as réplicas relacionadas ao bloco 1 e, em seguida, as correspondentes ao bloco 2. Seis réplicas foram utilizadas para cada condição experimental, pois se entendeu que essa quantidade de réplicas seria importante para uma análise correta dos resultados. Pode-se assim, obter diversas medições nas mesmas condições de ajustes dos fatores, o que poderia proporcionar uma boa estimativa do erro experimental. As replicações foram aleatorizadas e sequenciadas, utilizando uma numeração de 1 a 8, correspondente à ordem de realização de cada experimento, para cada bloco individualmente. Essa sequência de experimentação é apresentada entre parênteses e em formato subscrito ao lado dos valores obtidos das propriedades mecânicas conforme mostrado nas Tabelas 3, 4 e 5. É possível observar, ainda, que para cada condição experimental, determinaramse os valores das três propriedades mecânicas estudadas, correspondentes a cada réplica realizada. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

8 Cristie Diego Pimenta, Messias Borges Silva, Antônio Fernando Branco Costa, Valério Antonio Pamplona Salomon Tabela 3 Resultados de tração (MPa) Experimentos Réplica 1 Réplica 2 Réplica 3 Réplica 4 Réplica 5 Réplica 6 1/Bloco (1) 2148 (1) 2146 (2) 2161 (8) 2167 (1) 2160 (6) 2/Bloco (4) 2155 (7) 2157 (3) 2151 (7) 2157 (4) 2157 (2) 3/Bloco (3) 1922 (3) 1920 (1) 1921 (5) 1920 (6) 1918 (4) 4/Bloco (2) 1924 (8) 1922 (8) 1943 (6) 1945 (8) 1945 (5) 5/Bloco (6) 2106 (5) 2108 (7) 2104 (2) 2102 (7) 2109 (8) 6/Bloco (5) 2127 (4) 2127 (4) 2136 (3) 2134 (3) 2127 (3) 7/Bloco (7) 1926 (2) 1944 (5) 1935 (4) 1946 (2) 1947 (7) 8/Bloco (8) 1946 (6) 1946 (6) 1953 (1) 1951 (5) 1946 (1) 1/Bloco (1) 1974 (1) 1962 (3) 1971 (4) 1971 (8) 1974 (5) 2/Bloco (7) 1976 (4) 1988 (6) 1978 (2) 1980 (3) 1988 (2) 3/Bloco (3) 1764 (3) 1763 (7) 1773 (5) 1771 (5) 1764 (4) 4/Bloco (8) 1784 (2) 1797 (8) 1781 (3) 1796 (2) 1784 (3) 5/Bloco (5) 1963 (6) 1947 (1) 1951 (1) 1949 (4) 1947 (6) 6/Bloco (4) 1980 (5) 1976 (4) 1994 (8) 1980 (7) 1992 (7) 7/Bloco (2) 1768 (7) 1766 (5) 1763 (7) 1766 (6) 1763 (8) 8/Bloco (6) 1793 (8) 1785 (2) 1784 (6) 1784 (1) 1785 (1) Fonte: os autores Tabela 4 Resultados de estricção em porcentagem (%) Experimentos Réplica 1 Réplica 2 Réplica 3 Réplica 4 Réplica 5 Réplica 6 1/Bloco 1 50 (1) 51 (1) 51 (2) 50 (8) 50 (1) 50 (6) 2/Bloco 1 50 (4) 50 (7) 50 (3) 50 (7) 50 (4) 50 (2) 3/Bloco 1 58 (3) 58 (3) 58 (1) 58 (5) 58 (6) 58 (4) 4/Bloco 1 58 (2) 58 (8) 58 (8) 56 (6) 56 (8) 56 (5) 5/Bloco 1 53 (6) 53 (5) 53 (7) 53 (2) 53 (7) 53 (8) 6/Bloco 1 51 (5) 52 (4) 52 (4) 51 (3) 51 (3) 52 (3) 7/Bloco 1 58 (7) 58 (2) 56 (5) 58 (4) 56 (2) 56 (7) 8/Bloco 1 56 (8) 56 (6) 56 (6) 55 (1) 56 (5) 56 (1) 1/Bloco 2 42 (1) 41 (1) 42 (3) 42 (4) 42 (8) 41 (5) 2/Bloco 2 41 (7) 41 (4) 40 (6) 41 (2) 41 (3) 40 (2) 3/Bloco 2 47 (3) 46 (3) 46 (7) 47 (5) 47 (5) 46 (4) 4/Bloco 2 44 (8) 45 (2) 44 (8) 45 (3) 44 (2) 45 (3) 5/Bloco 2 56 (5) 42 (6) 56 (1) 56 (1) 56 (4) 56 (6) 6/Bloco 2 40 (4) 41 (5) 41 (4) 40 (8) 41 (7) 40 (7) 7/Bloco 2 46 (2) 47 (7) 47 (5) 46 (7) 47 (6) 46 (8) 8/Bloco 2 44 (6) 44 (8) 45 (2) 45 (6) 45 (1) 45 (1) Fonte: os autores 644 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

9 Otimização e escolha de modelos probabilísticos no processo de tratamento térmico em arames de aço temperados e revenidos Tabela 5 Resultados de dureza (Dureza Brinell) Experimentos Réplica 1 Réplica 2 Réplica 3 Réplica 4 Réplica 5 Réplica 6 1/Bloco (1) 606 (1) 606 (2) 611 (8) 611 (1) 611 (6) 2/Bloco (4) 608 (7) 608 (3) 608 (7) 608 (4) 608 (2) 3/Bloco (3) 542 (3) 542 (1) 542 (5) 542 (6) 542 (4) 4/Bloco (2) 544 (8) 542 (8) 550 (6) 550 (8) 550 (5) 5/Bloco (6) 594 (5) 594 (7) 594 (2) 594 (7) 594 (8) 6/Bloco (5) 600 (4) 600 (4) 603 (3) 603 (3) 600 (3) 7/Bloco (7) 544 (2) 550 (5) 547 (4) 550 (2) 550 (7) 8/Bloco (8) 550 (6) 550 (6) 553 (1) 550 (5) 550 (1) 1/Bloco (1) 558 (1) 556 (3) 556 (4) 556 (8) 558 (5) 2/Bloco (7) 558 (4) 561 (6) 558 (2) 558 (3) 561 (2) 3/Bloco (3) 497 (3) 497 (7) 500 (5) 500 (5) 497 (4) 4/Bloco (8) 503 (2) 508 (8) 503 (3) 508 (2) 503 (3) 5/Bloco (5) 556 (6) 550 (1) 550 (1) 550 (4) 550 (6) 6/Bloco (4) 558 (5) 558 (4) 564 (8) 558 (7) 564 (7) 7/Bloco (2) 500 (7) 500 (5) 497 (7) 500 (6) 497 (8) 8/Bloco (6) 506 (8) 503 (2) 503 (6) 503 (1) 503 (1) Fonte: os autores 4.2. Modelagem estatística A significância dos fatores foi testada por meio do método estatístico t-student, com um nível de 95% de confiança (p<0,05). Essa análise foi realizada separadamente para que pudesse ser verificada a significância dos fatores para cada uma das respostas das propriedades mecânicas estudadas, conforme mostrado nas Tabelas 6, 7 e 8. Para simplificação das tabelas, foram utilizadas letras para codificação dos fatores, sendo: fator velocidade (A); fator temperatura (B) e fator concentração do polímero (C). Sendo ainda que, na Tabela 6, os Termos são os fatores e interações testadas; o Efeito são os parâmetros calculados para cada fator e interação, por meio de estatística t-student. Ainda, o Coeficiente corresponde à metade do valor do efeito (utilizado para modelagem por meio de Regressão Linear Múltipla), T corresponde ao parâmetro de comparação para verificação da significância do fator ou interação e p corresponde ao parâmetro de significância comparada a 0,05 (para 95% de confiança, teste padrão). Utilizando os coeficientes calculados através dos testes de significância (apresentados nas Tabelas 6, 7 e 8), foi possível a construção de modelos estatísticos que representam a relação entre as variáveis de entrada do processo (fatores) e as variáveis de saída (propriedades mecânicas). Tabela 6 Teste de significância, diâmetro 2,00 mm, para limite de resistência à tração (em MPa) Termos Efeito Coeficiente T pp Constante ,84 0,000 (A) 12,2 6,10 6,44 0,000 (B) ,0-106,25 0,000 (C) -10,7-5,30-5,61 0,000 (A)(B) -0,50-0,30-0,26 0,794 (A)(C) 5,50 2,80 2,89 0,006 (B)(C) 26,1 13,04 13,72 0,000 (A)(B)(C) -6,80-3,40-3,55 0,001 Fonte: os autores Tabela 7 Teste de significância, diâmetro 2,00 mm, para estricção (em porcentagem) Termos Efeito Coeficiente T p Constante 54, ,72 0,000 (A) -1, 0-0,50-5,54 0,000 (B) 5,75 2,875 31,83 0,000 (C) 0,50 0,25 2,77 0,009 (A)(B) -0,083-0,042-0,46 0,647 (A)(C) -0,33-0,1667-1,85 0,072 (B)(C) -1,583-0,7917-8,76 0,000 (A)(B)(C) 0,25 0,125 1,38 0,174 Fonte: os autores Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

10 Cristie Diego Pimenta, Messias Borges Silva, Antônio Fernando Branco Costa, Valério Antonio Pamplona Salomon Tabela 8 Teste de significância, diâmetro 2,00 mm, para dureza (em HB) Termos Efeito Coeficiente T p Constante 574, ,57 0,000 (A) 3,50 1,75 5,92 0,000 (B) -56,33-28,17-95,22 0,000 (C) -3,08-1,54-5,21 0,000 (A)(B) 0,17 0,08 0,28 0,780 (A)(C) 1,75 0,87 2,96 0,050 (B)(C) 7,58 3,79 12,82 0,000 (A)(B)(C) -2,42-1,21-4,08 0,001 Fonte: os autores Os diferentes diâmetros foram tratados de forma separada, ou seja, primeiramente foram criados os modelos referentes ao diâmetro 2,00 mm e em seguida os modelos atribuídos ao diâmetro 6,50 mm. A seguir, serão apresentados nas equações 2, 3 e 4, os modelos estatísticos criados para o diâmetro 2,00 mm: Através dos testes de significância realizados, para as propriedades mecânicas mostradas nas Tabelas 9, 10 e 11, em relação ao diâmetro 6,50 mm, foi possível a criação de modelos estatísticos para esse diâmetro. LR = ,1(A) 101(B) 5,3(C) + 2,8(A)(C) + 13 (B)(C) 3,4(A)(B)(C) (2) E =54,08-0,5(A) + 2,875(B) + 0,25(C) 0,7917 (B)(C) (3) D =574, ,75(A) 28,17(B) 1,54(C) + 0,87(A)(C) + 3,79(B)(C) 1,21(A)(B)(C) (4) onde: LR: corresponde à variável resposta limite de resistência à tração; E: corresponde à variável resposta estricção; D: corresponde à variável resposta dureza. Tabela 9 Teste de significância, diâmetro 6,50 mm, para limite de resistência à tração (em MPa) Termos Efeito Coeficiente T p Constante 1874, ,11 0,000 (A) 22,58 11,29 14,29 0,000 (B) -195,08-97,54-123,48 0,000 (C) -5,42-2,71-3,43 0,001 (A)(B) -0,58-0,29-0,37 0,714 (A)(C) 5,75 2,87 3,64 0,001 (B)(C) 2,08 1,04 1,32 0,195 (A)(B)(C) -5,75-2,88-3,64 0,001 Fonte: os autores Tabela 10 Teste de significância, diâmetro 6,50 mm, para estricção (em porcentagem) Termos Efeito Coeficiente T p Constante 44, ,21 0,000 (A) -4, 5-2,25-7,49 0,000 (B) 1,417 0,708 2,36 0,023 (C) 3,0 1,50 4,99 0,000 (A)(B) 2,583 1,292 4,30 0,000 (A)(C) -3,0-1,5-4,99 0,000 (B)(C) -2,917-1,458-4,85 0,000 (A)(B)(C) 3,083 1,542 5,13 0,000 Fonte: os autores Tabela 11 Teste de significância, diâmetro 6,50 mm, para dureza (em HB) Termos Efeito Coeficiente T p Constante 529, ,09 0,000 (A) 6,21 3,10 10,20 0,000 (B) -55,29-27,65-90,84 0,000 (C) -1,29-0,65-2,12 0,040 (A)(B) 0,04 0,02 0,07 0,946 (A)(C) 1,54 0,77 2,53 0,015 (B)(C) 0,54 0,27 0,89 0,379 (A)(B)(C) -2,29-1,15-3,77 0,001 Fonte: os autores A seguir, são apresentados nas equações 5, 6 e 7, os modelos estatísticos criados para o diâmetro 6,50 mm: LR =1874, , 29(A) 97,54(B) 2,71(C) + 2,87(A)(C) 2,88(A)(B)(C) (5) E =44,833-2, 250(A) + 0,708(B) +1,5(C) +1,292 (A)(B) 1,5 (A)(C) 1,458 (B)(C) +1,542 (A)(B)(C) (6) D =529, ,10(A) 27,65(B) 0,65(C) + 0,77(A)(C) + 0,27(B)(C) 1,15(A)(B)(C) (7) 646 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

11 Otimização e escolha de modelos probabilísticos no processo de tratamento térmico em arames de aço temperados e revenidos 4.3 Otimização das múltiplas respostas Para a otimização do processo, primeiramente foi necessária a definição das especificações requeridas para as propriedades mecânicas estudadas. Para isso, foram analisados os blocos (fator diâmetro) separadamente, ou seja, otimizaram-se as variáveis respostas, primeiramente, para o arame com diâmetro 2,00mm e, posteriormente, realizou-se o mesmo procedimento para o diâmetro 6,5 mm. As especificações (mínima, nominal e máxima) referentes ao diâmetro 2,00 mm são apresentadas na Tabela 12. Nesse caso, também se buscam valores nominais (alvo) para todas as propriedades mecânicas (as especificações são fixas e foram estabelecidas pela empresa financiadora do projeto). Tabela 12 Especificações para diâmetro 2,00 mm Limite de resistência à tração (MPa) Estricção - (%) Dureza - (HB) Mínima Nominal (alvo) Máxima Mínima Nominal (alvo) Máxima Mínima Nominal (alvo) Fonte: os autores Tabela 13 Especificações para diâmetro 6,50 mm Limite de resistência à tração (MPa) Estricção - (%) Dureza - (HB) Mínima Nominal (alvo) Máxima Mínima Nominal (alvo) Máxima Mínima Nominal (alvo) Fonte: os autores. Máxima Máxima Na Tabela 13, são mostradas as especificações (mínima, nominal e máxima) referentes ao diâmetro 6,50 mm. Também se buscam valores nominais (alvo) para as propriedades mecânicas. 4.4 Método Simplex para otimização das múltiplas respostas Aplicação para o diâmetro 2,00 mm Buscou-se a otimização do processo através da aplicação do método simplex (por programação linear), por meio da ferramenta Solver, que é um complemento do software Excel, versão Para a aplicação deste método foi necessário a definição das: 1. Especificações: para otimização do diâmetro de 2,00 mm (apresentadas na Tabela 12); em que se busca para a variável resposta limite de resistência à tração valores entre1930mpa a 2150 MPa, para estricção valores entre 40% a 55% e para dureza valores entre 545 HB a 600 HB (essas especificações serão inseridas em forma de restrições); 2. Variáveis de decisão: neste caso, refere-se aos valores de ajustes dos fatores A, B e C, para que seja proporcionada a melhor condição de atendimento das especificações das múltiplas respostas das propriedades mecânicas. 3. Função objetivo: É a média da distância que foi alcançada na predição de cada variável resposta em comparação à sua especificação nominal, em porcentagem (%), ou seja, para cada resposta predita pelo modelo, subtrai-se o valor alvo e então se obtém uma unidade de erro entre a predição e a especificação nominal. Neste caso, a função objetivo será a minimização da média desses erros, buscando assim uma condição que reduza ao máximo os valores das distâncias simultaneamente, proporcionando o melhor atendimento das especificações nominais, através dos melhores ajustes dos fatores. Com a utilização do solver (aplicando o método Simplex) e através de uma planilha contendo um sistema lógico que tornou possível considerar todas as restrições, variáveis de decisão e função objetivo, pôde-se obter os resultados apresentados na Tabela 14, contendo as melhores respostas alcançadas através da otimização. Para isso, foi utilizado o modelo estatístico obtido anteriormente através de regressão linear múltipla, conforme equações 2, 3 e 4. Observou-se que ao ajustar os fatores nas configurações mostradas na Tabela 14, em que A= 1; B= 0,042 e C= -1; foi possível a obtenção de variáveis respostas para as suas respectivas especificações, com erro médio de 4,8% (média dos erros das propriedades mecânicas, em porcentagem). Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

12 Cristie Diego Pimenta, Messias Borges Silva, Antônio Fernando Branco Costa, Valério Antonio Pamplona Salomon Tabela 14 Simulação usando o modelo matemático (diâmetro 2,00 mm) Resposta Constante do modelo Fatores A B C AB AC BC ABC Respostas obtidas Tração , , ,8 13 3, ,00 Estricção 54,08-0, 5 2,875 0, , ,5 13,83 Dureza 574, 92 1,75 28,17 1, ,87 3,79 1,21 576,1 0,71 Erro (%) Erro médio Melhor ajuste 1 0, Fonte: os autores. 4,8 % Aplicação para diâmetro (6,50 mm) O método simplex também foi aplicado para o diâmetro 6,50 mm e as especificações foram as apresentadas na Tabela 13. Para a aplicação deste método foi necessário a definição das: 1. Especificações: para o diâmetro 6,50 mm (apresentadas na Tabela 13); onde se busca para a variável resposta limite de resistência à tração valores entre 1770MPa a 1980 MPa, para estricção valores entre 40% a 56% e para dureza valores entre 500 HB a 560 HB. As especificações foram inseridas no solver conforme procedimento executado anteriormente. 2. Variáveis de decisão: neste caso, as variáveis de decisão são as mesmas utilizadas anteriormente para o diâmetro 2,00 mm e a sua inserção no solver segue o mesmo procedimento realizado anteriormente. 3. Função objetivo: neste caso, a função objetivo foi a mesma executada para o outro diâmetro estudado e o procedimento de inserção no solver seguiu o mesmo procedimento detalhado anteriormente. Utilizando as equações 5, 6 e 7, junto a aplicação do método Simplex (por meio do solver), foi possível se obter as melhores respostas para as propriedades mecânicas, referentes ao diâmetro 6,50 mm, que são mostradas na Tabela 15. É possível observar que ao ajustar os fatores nas configurações mostradas na Tabela 15, em que A= -0,46; B= -0,1 e C= 0,8973; pôde-se obter variáveis respostas que atendem as suas respectivas especificações e o erro médio obtido foi 0,03%. Tabela 15 Simulação usando o modelo matemático (diâmetro 6,50 mm) Resposta Constante do modelo Fatores A B C AB AC BC ABC Respostas obtidas Erro (%) Tração 1874,54 11, 29 97,54 2, , , ,24 0,013 Estricção 44,833-2, 250 0,708 1,5 1,29 1,5 1,458 1, ,23x10-8 Dureza 529, 27 3,10 27,65 0, ,77 0,27 1,15 529,6 0,083 Erro médio 0,03% Melhor ajuste -0,46-0,1 0, Fonte: os autores. 4.5 Simulação de Monte Carlo para otimização das múltiplas respostas Segundo Pamplona e Silva (2005), o Cristal Ball é um poderoso software de simulação e otimização baseado na modelagem de Monte Carlo, que roda em ambiente MS Excel-Office. Ele permite que os usuários analisem problemas em termos de faixas e distribuição em vez de ter um valor fixo. Através da utilização deste software o comportamento de um sistema durante determinado tempo pode ser estudado, por meio de um modelo computacional. Esse modelo pode ser construído a partir de um conjunto de informações operacionais do sistema real, pois se torna muito complexo verificar um modelo dinâmico de forma empírica ou apenas observacional. Essa simulação permite uma maior aderência para o sistema ser modelado e está embutida na simulação a aleatoriedade (a parte estocástica do sistema). 648 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

13 Otimização e escolha de modelos probabilísticos no processo de tratamento térmico em arames de aço temperados e revenidos Aplicação para o diâmetro 2,00 mm A simulação usando o método de Monte Carlo foi realizada através da utilização do software Cristal Ball, que é uma ferramenta complementar ao software Excel, versão Primeiramente foi necessária a definição das variáveis de decisão, ou seja, os ajustes dos fatores que serão otimizados, dentro do intervalo [-1,+1]. Em seguida foi necessária a definição da célula de Previsão, ou seja, a célula onde será inserida a função objetivo que deverá ser minimizada. Nesse caso, a função objetivo é a média da distância que foi alcançada na predição de cada variável resposta em comparação à sua especificação nominal, em porcentagem (%), ou seja, para cada resposta predita pelo modelo subtrai-se o valor alvo, então se obtém uma unidade de erro entre a predição e a especificação nominal. A função objetivo será a minimização da média desses erros, buscando assim, uma condição que reduza ao máximo os valores das distâncias simultaneamente. Para utilização do otimizador OptQuest é necessário a definição dos objetivos. Configurou-se para Minimizar a função objetivo e definiu-se um valor máximo a ser alcançado, onde a função objetivo não deverá alcançar um erro maior que 10%, entre os valores preditos das variáveis respostas (utilizando os modelos estatísticos das equações 2, 3 e 4). Neste caso, as restrições inseridas foram: 1. A variável limite de resistência à tração deverá estar entre 1930 MPa a 2150 MPa; 2. A variável estricção deverá estar entre 40 % a 55%; 3. A variáel dureza deverá estar entre 545 HB a 600 HB. As restrições relacionadas às especificações relatadas são as mesmas apresentadas anteriormente na Tabela 12, para o diâmetro 2,00 mm. Foi necessário determinar o tempo das simulações de números aleatórios (ciclos) utilizando o método de Monte Carlo. Esse tempo está diretamente relacionado à quantidade de simulações executadas. Na primeira simulação, utilizando o método de Monte Carlo, a configuração foi de 5 minutos (aproximadamente 700 simulações com números aleatórios) e todas as especificações foram atendidas. A função objetivo foi minimizada com 4,28%, ou seja, a média da diferença entre os valores preditos das variáveis respostas e os valores especificados (nominais) foi de 4,28%. Após a realização da primeira simulação, os valores encontrados para as múltiplas respostas foram: limite de resistência à tração de 2040 MPa, para estricção de 53,5% e para dureza de 576 HB. Os melhores ajustes para se obter esses valores são: fator A= 1,0; fator B=0,042; fator C=-1. Em seguida, foram realizadas mais duas simulações. A primeira com 10 minutos (equivalente a 950 simulações) e a segunda com 20 minutos (equivalente a 1100 simulações), porém não se obteve nenhum melhoramento para otimização da função objetivo e, portanto, mantiveram-se os valores da primeira simulação Simulação de Monte Carlo para o diâmetro 6,50 mm A aplicação do método de Monte Carlo para o diâmetro 6,50 mm deu-se da mesma maneira que a aplicação par ao diâmetro 2,00 mm. Seguiram-se os mesmos passos para inserção dos dados, porém para as especificações foram utilizados os valores apresentados na Tabela 13. Nesse caso, as restrições foram: 1. A variável limite de resistência à tração deverá estar entre 1770 MPa a 1980 MPa; 2. A variável estricção deverá estar entre 40 % a 56%; 3. A variável dureza deverá estar entre 500 HB a 560 HB. Após a realização da simulação (configurada para 5 minutos, aproximadamente 1000 ciclos) para o diâmetro 6,50 mm, revelouse que as melhores respostas foram: limite de resistência à tração de 1875 MPa, 48%para estricção e para dureza de 530 HB. Os melhores ajustes para se obter esses valores são: fator A= - 0,45; fator B= -0,1; fator C= 1. Todas as especificações nominais foram atendidas e a função objetivo foi minimizada com 0,3%, ou seja, a média da diferença entre os valores preditos das variáveis respostas e os valores nominais especificados foi de 0,3%. Foram realizadas mais duas simulações, a primeira com 10 minutos (equivalente a 1600 simulações) e a segunda com 20 minutos (equivalente a 1800 simulações), porém não se obteve valores melhores para otimização da função objetivo mantendo-se, portanto, os valores da primeira simulação. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

14 Cristie Diego Pimenta, Messias Borges Silva, Antônio Fernando Branco Costa, Valério Antonio Pamplona Salomon 4.6 Análise comparativa entre os métodos de otimização Na Tabela 16, em relação ao diâmetro 2,00mm, são mostrados os melhores ajustes dos fatores alcançados com a aplicação dos dois métodos. É possível observar que as configurações dos melhores ajustes, para os métodos Simplex e Simulação de Monte Carlo, são absolutamente os mesmos para o diâmetro 2,00 mm. Analisando a Tabela 17, constatou-se que para o diâmetro 2,00 mm, as diferenças relativas à otimização entre os métodos de simulação aplicados não foi significativa. A diferença entre os erros é muito pequena, considerando que as variações dos equipamentos de medição empregados superam esse valor. Também é importante ressaltar que essa medição do erro, entre os valores preditos e valores alvos, foi somente para verificar o quanto seria possível otimizar os ajustes dos fatores para que se aproximassem das especificações nominais (alvo) requeridas, pois no dia a dia da fabricação os alvos poderão ser buscados de acordo com a necessidade da empresa. Tabela 16 Ajustes alcançados para fatores, utilizando métodos de otimização (diâmetro 2,00mm). Fatores Ajuste (Simplex) Métodos utilizados Ajuste (Monte Carlo) A 1 1 B 0,042 0,042 C -1-1 Fonte: os autores. Tabela 17 Resultados alcançados, utilizando métodos de otimização (diâmetro 2,00 mm). Tração (MPa) Respostas (Simplex) Estricção (%) Dureza (HB) Tração (MPa) Respostas (Monte Carlo) Estricção (%) Predição (por modelo estatístico) , ,5 576 Especificação mínima Especificação máxima Especificação (alvo) Erro médio (%) 4,80 4,28 Fonte: os autores. Na Tabela 18, em relação ao diâmetro 6,50 mm, são mostrados os melhores ajustes dos fatores alcançados com a utilização dos dois métodos de otimização. É possível observar que as configurações dos melhores ajustes para os métodos Simplex e Monte Carlo possuem valores muito próximos. Analisando a Tabela 19, constatou-se que as diferenças relativas à otimização entre os métodos aplicados também não foi significativa para o diâmetro 6,50 mm, pois os dois métodos obtiveram erros muito próximos em relação à Dureza (HB) especificação nominal, variando entre 0,03% a 0,17%, variação considerada pequena. Tabela 18 Ajustes alcançados para fatores, utilizando métodos de otimização (diâmetro 6,50mm). Fatores Métodos utilizados Ajuste (Simplex) Ajuste (Monte Carlo) A -0,46-0,45 B -0,1-0,1 C 0, Fonte: os autores Tabela 19 Resultados alcançados, utilizando métodos de otimização (diâmetro 6,50 mm). Respostas (Simplex) Respostas (Monte Carlo) Tração (MPa) Estricção (%) Dureza (HB) Tração (MPa) Estricção (%) Dureza (HB) Predição (por modelo 1875, ,6 1875,08 48,2 529,6 estatístico) Especificação mínima Especificação máxima Especificação (alvo) Erro médio (%) 0,03 0,17 Fonte: os autores. 650 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

15 Otimização e escolha de modelos probabilísticos no processo de tratamento térmico em arames de aço temperados e revenidos 5 Considerações finais Concluiu-se que a metodologia de Delineamento de Experimentos aplicada no processo de tratamento térmico de têmpera e revenimento em arames de aço SAE 9254 trefilado, com diâmetros de 2,00 mm a 6,50 mm, foi importante para revelar que os fatores diâmetro, velocidade, temperatura de revenimento e concentração do polímero têm influência significativa nas propriedades mecânicas limite de resistência à tração, estricção e dureza. O planejamento de experimentos usado com dois níveis considerou que os resultados entre eles se comportam de forma linear, podendo assim ser modelado matematicamente pela metodologia Regressão Linear Múltipla, que se mostrou eficiente e cujos resultados foram utilizados na criação de dois modelos distintos, para os diferentes diâmetros. Os modelos probabilísticos em conjunto com a aplicação dos métodos Simplex e Simulação de Monte Carlo, possibilitaram a otimização dos ajustes dos fatores de entrada do processo (por meio de simulações) o que, consequentemente, repercutirão em maior eficiência em relação ao atendimento das especificações, permitindo que através de simulações prévias de resultados, seja possível ajustar fatores de forma a atender precisamente as necessidades de produção, que têm relação direta com o ajuste do setup do forno de têmpera. O ajuste adequado do setup do forno de têmpera, previamente simulado através dos métodos descritos nesta pesquisa, poderá provocar uma redução da quantidade de ensaios laboratoriais iniciais e tempo de espera desses resultados, cujo custo tem impacto direto nos indicadores financeiros da empresa. Tais custos são gastos em insumos para ensaios destrutivos, na disponibilidade reduzida de horas-máquina de trabalho devido ao tempo de parada aguardando resultados mecânicos e alocação de mão de obra destinada à preparação (setup) dos fornos. Todavia, além de afetar diretamente a produtividade, também afeta a qualidade do produto, pois sem uma simulação adequada de resultados, não é possível alcançar com frequência as especificações ideais das múltiplas respostas simultaneamente. Concluiu-se através desta pesquisa, que o ponto ótimo do processo foi encontrado pelo método Simplex. Porém, qualquer um dos métodos de simulação estudados poderá ser utilizado, pois o método de simulação de Monte Carlo também alcançou bons resultados em relação ao primeiro método aplicado. Pode-se, portanto, escolher qual o método a ser utilizado avaliando os recursos tecnológicos disponíveis pela empresa, que escolherá aquele que melhor atende as suas necessidades. Para trabalhos futuros acha-se interessante comparar a eficácia destes modelos anteriormente apresentados, com os modelos obtidos por meio de outros métodos de otimização, tais como: Desirability, Gradiente Reduzido Generalizado (GRG), algoritmo Genético (AG) e a Meta-heurística Recozimento Simulado, podendo assim, definir a modelagem e método de otimização mais adequado para esse processo. 6 Referências bibliográficas Benyounis, K.Y.; Olabi, A.G. Optimization of different welding processes using statistical and numerical approaches A reference guide, Science Direct, v.39, p , BLONDEAU R., Ph. MAYNIER, DOLLET J., VIEILLARD-BARON - Mathematical model for the calculation of mechanical properties of lowalloy steel metallurgical products: a few examples of its applications, Bratec-3244, CALLISTER JR., W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e engenharia de materiais: Uma introdução. 8. ed. New York: LTC, p. CAMARÃO, A. F.- Um modelo para previsão de tensões residuais em cilindros de aço temperados por indução, 1v. 107p. Doutorado. Universidade de São Paulo Engenharia Metalúrgica, CORRAR, L. J.; THEÓPHILO, C.Pesquisa operacional para decisão em contabilidade e administração,1ª edição, Atlas, CHIAVERINI, V. Aços e Ferros Fundidos. 7. ed. São Paulo: Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, p. DERRINGER, G., SUICH, R. Simultaneous Optimization of Several Response Variables, Journal of Quality Technology, v 12, n 4, p , GORNI, A.A. - Desenvolvimento de Aços Alternativos aos Materiais Temperados e Revenidos com Limite de Resistência entre 600 e 800 Mpa, 1v. 155p. Doutorado. Universidade Estadual de Campinas, ENGENHARIA MECÂNICA, Granato, D.; Branco, G. F.; Calado, V. M. A. Experimental design and application of response surface methodology for process modelling and optimization: A review, Food Research International, v.1, p. 0-14, HODGSON P.D; GIBBS R.K. - A Mathematical Model to Predict the Mechanical Properties of Hot Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

16 Cristie Diego Pimenta, Messias Borges Silva, Antônio Fernando Branco Costa, Valério Antonio Pamplona Salomon Rolled C-Mn and Microalloyed Steels, vol.32, por ISIJ International, LIMA, V. B. S.; BALESTRASSI, P. P.; PAIVA, A. P. Otimização do desempenho de amplificadores de radiofrequência banda larga: uma abordagem experimental, Produção, v. 21, n. 1, p , jan/mar, MARINS, F. A. S. Introdução à pesquisa operacional, 1ª edição, editora Cultura Acadêmica, 2011, p. MAYERS, A. M.; CHAWLA, K. K. Princípios de metalurgia mecânica, 2ª edição, Edgard Blucher, 1982, 422 p. MONTGOMERY, D. C.; RUNGER, G.C. Estatística aplicada e probabilidade para engenheiros, 2ª edição, editora LTC, 2003, p. MONTGOMERY, D. C. Design and analysis of experiments.8.ed. New York: John Wiley & Sons, p. PAIVA, E. J. Otimização de Manufatura com Múltiplas Respostas baseadas em índices de capacidade, Dissertação, Universidade Federal de Itajubá, 2008, 117 p. PAMPLONA, E. O. ; SILVA, W. F.Contribuição da Simulação de Monte Carlo na Projeção de Cenários para Gestão de Custos na Área de Laticínios. In: IX Congresso Internacional de Custos, Florianópolis, SC, Brasil - 28 a 30 de novembro de PAULA, R. F. V. Fadiga de molas helicoidais de suspensão de automóveis f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)- Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, RIBEIRO, L. P. P.G. - Caracterização das Propriedades Mecânicas do Aço SAE 4140 após Diferentes Tratamentos de Têmpera e Revenido, 1v. 100p. Mestrado. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro - Engenharia Metalúrgica, SILVA H. A.; SILVA M. B. Aplicação de um projeto de experimentos (DOE) na soldagem de tubos de zircaloy-4; Produção & Engenharia, v. 1, n. 1, p , set./dez SODRÉ, M. Sobre a episteme comunicacional. Matrizes, São Paulo: USP, ano. 1, n. 1, p , STEIN, C. R. - Efeito da rápida austenitização sobre as propriedades mecânicas de um aço C- Mn,1v. 73p. Mestrado. Universidade Federal de Ouro Preto Engenharia de materiais, Wang, J.; Wan, W. Application of desirability function based on neural network for optimizing biohydrogen production process, international journal of hydrogen energy, v.34, p , Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

17 Produção & Engenharia ISSN: V.8 / N.1 (2016) Polyane Avelar Rezende (a), Taciana Lopes Rezende Martins (b), Mônica Ferreira Rocha (c) (a) Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil /polyavelar@hotmail.com (b) Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil /tacianalopes.88@gmail.com (c) Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil /monica.rocha@sga.pucminas.br APLICAÇÃO DO ESTUDO DE TEMPOS E MOVIMENTOS NO SETOR ADMINISTRATIVO: ESTUDO DE CASO EM UMA EMPRESA MINERADORA RESUMO O trabalho descrito neste artigo destaca a extensão dos estudos de métodos e tempos para além do segmento industrial, aplicando-os ao setor administrativo. Investiga-se a atividade de carimbar anexos de contratos executada pelo setor de compras de uma empresa de mineração. Utilizando ferramentas de cronoanálise é possível descrever o fluxo do processo e, a partir disto, conduzir análises sob outras perspectivas tais como: tempo padrão, carga-homem, layout e produtividade. Com os resultados obtidos e a padronização do sistema, desenvolveu-se uma proposta de melhoria no processo, reduzindo o tempo de realização da atividade e, consequentemente, aumentando a produtividade do setor. Palavras-chave: Tempos e Movimentos; Cronoanálise; Produtividade; Tempo Padrão; Padronização. THE TIME AND MOTION STUDY APPLIED TO THE ADMINISTRATIVE SECTOR: A CASE STUDY FOR A MINING COMPANY ABSTRACT The work described in this paper highlights the extension of the Time and Method Studies beyond the industrial segment, applying them to the administrative sector. We investigate the rubber stamping of contract's appendices executed in the purchasing sector of a mining company. Using chrono-analysis tools it was possible to describe the process flow and then to carry out analysis under other perspectives like: standard time, man-load, layout and productivity. With the results achieved and the system standardization, a proposal of process improvement was developed, optimizing the activity's overall time and hence increasing the sector productivity. Keywords: Time and Motion; Chrono-analysis; Productivity; Standard time; Standardization. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

18 Polyane Avelar Rezende, Taciana Lopes Rezende Martins, Mônica Ferreira Rocha 1. Introdução A globalização coloca as organizações em uma posição de desafio crescente. Com a enorme competitividade existente entre as empresas, torna-se de suma importância o aumento da produtividade e a eliminação de desperdícios, além da oferta de produtos com qualidade, preços e prazos competitivos. Diante dessa situação, verificam-se como fatores imprescindíveis para os diversos tipos de organizações, a padronização dos métodos de trabalho e a definição do tempo padrão das atividades realizadas. Essa percepção não é recente e pode ser verificada desde os estudos de Taylor (Administração Científica) e Fayol (Teoria Clássica da Administração) até os estudos mais recentes sobre Manufatura Enxuta. No entanto, são necessárias alternativas que permitam esse aumento da produtividade sem que ocorra a sobrecarga dos recursos utilizados, evitando, assim, problemas de saúde dos funcionários e falhas dos equipamentos utilizados. Com esse enfoque, foi realizado um estudo de caso numa empresa mineradora, em seu setor de compras (contratações de serviços para a construção de um mineroduto). Analisou-se o tempo de realização do processo de carimbagem de contratos, indispensável para o efetivo início da prestação do serviço do fornecedor para a mineradora. De acordo com Barnes (1977) houve um grande aumento do trabalho nos escritórios e, em várias organizações, o volume de impressos ultrapassou o dobro do normal em quinze anos. Ainda para Barnes (1977, p.7), algumas empresas expandiram as atividades do estudo de métodos, que passou a incluir os escritórios. Outras estabeleceram departamentos separados para o estudo das rotinas de manuseio e movimentação de impressos. Sendo assim, este trabalho contribui confirmando a grande importância do estudo de tempos e métodos de trabalho, por meio da cronoanálise e suas ferramentas, para a redução de tempos e aumento de produtividade no ambiente de trabalho. Além disso, as melhorias propostas ao final do estudo servirão de base para profissionais da área, acrescentando informações àquelas já existentes na literatura. O estudo de tempos, introduzido por Taylor, foi usado principalmente na determinação de tempos-padrão e o estudo de movimentos, desenvolvido pelo casal Gilbreth, foi empregado na melhoria dos métodos de trabalho (BARNES, 1977). 2. Fundamentação Teórica 2.1. Estudo de Tempos e movimentos Apesar de Taylor e os Gilbreth terem desenvolvido os seus trabalhos pioneiros na mesma época, percebe-se que, naquela época, o estudo de tempos predominava sobre o estudo de movimentos. Foi apenas depois que se iniciou um movimento geral para estudar o trabalho com o objetivo de descobrir melhores e mais simples métodos de se executar uma tarefa. Apenas a partir de 1930 os termos estudos de tempos e de movimentos começaram a ser usados de forma conjunta, ambos se complementando, objetivando a melhoria dos métodos de trabalho existentes. De acordo com Barnes, o estudo de tempos e movimentos é: "o estudo sistemático dos sistemas de trabalho com os seguintes objetivos: (1) desenvolver o sistema e o método preferido, usualmente aquele de menor custo; (2) padronizar esse sistema e método; (3) determinar o tempo gasto para uma pessoa qualificada e devidamente treinada, trabalhando num ritmo normal, para executar uma tarefa ou operação específica; e (4) orientar o treinamento do trabalhador no método preferido" (BARNES, 1977, p.1). A partir desse estudo é possível eliminar qualquer elemento desnecessário à operação e definir a melhor e mais eficiente maneira para executá-la. Para Toledo Jr. e Kuratomi (1977), esse estudo é, na verdade, a análise dos métodos, materiais, tempos, ferramentas a serem utilizadas e as instalações que serão usadas na aplicação do trabalho. Com a execução de um estudo de tempos torna-se possível determinar o tempo que uma pessoa adaptada ao trabalho e completamente treinada no método específico levará para executar certa tarefa em um ritmo considerado 654 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

19 Aplicação do estudo de tempos e movimentos no setor administrativo: estudo de caso em uma empresa mineradora normal. Este tempo é denominado de tempo padrão para a operação (BARNES, 1977). Por meio da utilização de tempos e métodos é possível definir o tempo necessário para a execução de um processo determinado, por meio de um método eficiente e realizado por um operador qualificado e habituado a determinada prática. Devido ao esforço de Taylor e Gilbreth, hoje as empresas possuem métodos de controlar a programação e aumentar sua produtividade sem ter que contratar funcionários e comprar mais máquinas Cronoanálise De acordo com Swann (1973, apud Almeida, 2008) a cronoanálise é um método de medição do trabalho para gravar os tempos e taxas para um trabalho específico realizado de acordo com algumas condições, e para analisar os dados com o objetivo de obter o tempo necessário para realizar o trabalho em um nível de trabalho definido. Segundo Oliveira (2012), o uso da cronoanálise é indicado quando há necessidade de melhorar a produtividade e entender, de forma detalhada, o que acontece no processo produtivo. Por meio dela é possível identificar os pontos ineficientes do processo, bem como os desperdícios de tempo. Isso facilita a realização de estudo de melhoria de processos e o aumento da produtividade. O instrumento utilizado para a medição do tempo é o cronômetro. No entanto, vale ressaltar que o uso desse instrumento ainda encontra alguma resistência por parte dos trabalhadores no ambiente de trabalho, pois anteriormente era utilizado para o controle de pagamento. Porém, atualmente a cronometragem é amplamente empregada para fins de melhoramento no processo produtivo. Barnes (1977) determina sete etapas para a realização da cronoanálise, que serão descritas nas próximas seções: 1. Obter e registrar as informações sobre a operação e o operador em estudo; 2. Dividir a operação em elementos; 3. Observar e registrar o tempo gasto pelo operador; 4. Determinar o número de ciclos a serem cronometrados; 5. Avaliar o ritmo do operador; 6. Determinar o tempo normal 7. Determinar as tolerâncias; 8. Determinar o tempo-padrão para a operação Obter e registrar as informações sobre a operação e o operador em estudo Para Costa Júnior (2008), esta etapa consiste em compreender o funcionamento do processo e, para isso, é necessário que um esquema de operação seja criado, a fim de que os operadores possam se basear em uma sequência de produção, de maneira que seja possível executar uma atividade de cronometragem. Nesse passo, é importante fazer um gráfico de fluxo de processo para melhor visualização da atividade. Barnes (1977) afirma que tal gráfico é uma técnica para se registrar um processo de maneira compacta, com o objetivo de facilitar a compreensão e uma posterior melhoria do processo. Conforme Grimas (2008), o fluxograma tem como objetivo evidenciar a sequência de um trabalho, possibilitando a visualização dos movimentos ilógicos e a dispersão de recursos materiais e humanos. Ele estabelece o fundamento básico de todo trabalho racionalizado, pois não basta fazer sua divisão, sendo necessário bem dispô-lo no tempo e no espaço. Os símbolos utilizados neste trabalho estão apresentados na Figura 1. Operação Inspeção Espera Transporte Armazenamento Figura 1 - Símbolos das operações. Fonte: Barnes, Por meio desta técnica, pode-se otimizar a sequência de trabalho e minimizar os tempos Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

20 Polyane Avelar Rezende, Taciana Lopes Rezende Martins, Mônica Ferreira Rocha envolvidos, objetivando um aumento de produtividade. Os movimentos realizados pelas mãos direita e esquerda são descritos de forma separada e acompanhados por símbolos, conhecidos como Therbligs. De acordo com Barnes (1977) dois símbolos podem ser combinados quando as atividades são executadas no mesmo local ou, então, simultaneamente como atividade única. Por exemplo, o círculo maior dentro de um quadrado representa uma combinação de operação e inspeção Dividir a operação em elementos e registrar uma descrição completa do método Primeiramente, é importante a divisão da operação em elementos que, segundo Silva e Coimbra (1980), consiste em realizar uma subdivisão de um ciclo ou operação de trabalho que tenha início e fim definidos, permitindo descrevê-lo e medi-lo com precisão. Para realizar essa divisão, Costa Júnior (2008) aconselha a separação dos conjuntos de movimentos em pequenos subgrupos, realizando a cronoanálise, com tempos definidos por atividade. Este é um passo muito importante, pois a partir dele pode-se determinar o tempo gasto para cada elemento, identificar os movimentos desnecessários existentes no processo e, a partir daí, verificar qual movimento está exercendo maior impacto na operação Observação e registro do tempo gasto pelo operador Conforme Silva e Coimbra (1980), depois que foram dados os passos preliminares para o estabelecimento do melhor método, o tempo real utilizado pelo operador deve ser medido e o cronometrista deve ficar em uma posição que, com um simples movimento dos olhos, possa observar o operador executar os movimentos, o equipamento, a leitura do cronômetro e a folha de cronometragem. Segundo Barnes (1977), todas as informações que devem ser incluídas no cabeçalho da folha de observações têm de ser registradas de forma cuidadosa, porque senão, o estudo não terá valor algum como registro ou fonte de informação para futuras consultas, já que o analista certamente terá esquecido as circunstâncias que cercavam a operação Determinar o número de ciclos a serem cronometrados Existem diferentes métodos para a determinação do número de ciclos a serem cronometrados. No entanto, de acordo com Martins e Laugeni (2005), uma das maneiras para a determinação do número de cronometragens a serem realizados (N) é deduzido da equação 1. Onde: N = número de ciclos a serem cronometrados; (1) Z = coeficiente de distribuição normal para uma probabilidade determinada; R = amplitude da amostra; = erro relativo da medida; = coeficiente em função do número de cronometragens realizadas preliminarmente; = média dos valores das observações. O estudo de tempos é um processo de amostragem, pois um número pequeno de observações representa um ciclo ou etapa completa. Martins e Laugeni (2005) também afirmam que na prática, para determinar o tempo padrão de uma peça ou de uma operação devem ser realizadas entre 10 a 20 cronometragens. Para Xavier e Sena (2001 apud Almeida 2009), um bom número de observações, dependendo dos casos, vai de um mínimo de dez a um máximo de quarenta, mas o bom senso e a experiência poderão orientar melhor o cronoanalista). No estudo em questão foram realizadas 10 observações, já que a atividade escolhida para análise era não padronizada e, também, com base em outros estudos analisados Avaliar o ritmo do operador De acordo com Silva e Coimbra (1980), a avaliação do ritmo ou velocidade do operador talvez seja a parte mais difícil e importante da atividade de cronoanálise, pois é determinada de forma subjetiva pelo cronoanalista. É atribuída 656 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

21 Aplicação do estudo de tempos e movimentos no setor administrativo: estudo de caso em uma empresa mineradora uma taxa de velocidade, considerando-se um ritmo de 100% para a velocidade de operação normal do operador. Velocidades acima do normal possuem valores superiores a 100% e velocidades abaixo do normal possuem valores inferiores a 100%. A Figura 2 apresenta, de forma clara, a relação entre o ritmo e a eficiência do operador. Para Slack, Chambers e Johnston (2009) a avaliação do ritmo dos tempos é um processo de análise da velocidade de trabalho realizada pelo operador, considerando um desempenho padrão. O observador leva em consideração um ou mais fatores considerados importantes na realização da tarefa, como a velocidade de movimento, esforço e destreza. Ritmo acelerado (Tempo < TN) Ritmo normal (Tempo = TN) Ritmo reduzido (Tempo > TN) Ef > 100% Ef = 100% Ef < 100% Tempo x Ef = Tempo Normal (TN) = Tempo x Ef Figura 2 - Relação entre o ritmo e a eficiência do operador. Fonte: Contator, Determinação do tempo normal O tempo normal é descrito por Slack (2002, apud Peinado e Graeml, 2007) como sendo o processo de análise da velocidade com que o trabalhador realiza suas atividades com desempenho-padrão. De acordo com Silva e Coimbra (1980), após os dados do estudo de tempos terem sido obtidos, é realizada a determinação do tempo normal (TN) dos elementos. Este se refere à média ( ) dos tempos cronometrados multiplicado pelo fator de ritmo (F) em percentual, conforme a equação 2. (2) necessidades pessoais, descansando ou por motivos fora de seu controle (BARNES, 1977, p.313). Ainda de acordo com Barnes (1977), as tolerâncias podem ser classificadas em: tolerância pessoal; tolerância para a fadiga ou tolerância de espera. O tempo-padrão deve conter a duração de todos os elementos da operação e, além disso, deve incluir o tempo para todas as tolerâncias necessárias. Sendo assim, o tempo-padrão é igual ao tempo normal mais as tolerâncias. A Figura 3 mostra essa relação: Determinação das tolerâncias Tempo Normal Tolerância Segundo Barnes (1977) o tempo normal para uma operação não contém tolerância alguma. Simplesmente o é tempo necessário para que um operador qualificado execute a operação trabalhando em um ritmo normal. Entretanto não é de se esperar que uma pessoa trabalhe o dia inteiro sem algumas interrupções; o operador pode despender o seu tempo em Tempo Padrão Figura 3 - Composição do tempo padrão. Fonte: Contador, 1998 Stevenson (2001 apud Peinado e Graeml, 2007) apresenta o Quadro 1 para o cálculo das tolerâncias, que foi também utilizada no presente estudo.. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

22 Polyane Avelar Rezende, Taciana Lopes Rezende Martins, Mônica Ferreira Rocha Quadro 1 - Tolerâncias de trabalho Fonte: Stevenson apud Peinado e Graeml, Determinação do tempo-padrão para a operação Conforme Cruz (2008), o tempo-padrão permite analisar a capacidade produtiva de um processo, considerando uma série de aspectos impactantes no tempo necessário para a fabricação de um produto. Para Slack, Chambers e Johnston (2009) o tempo-padrão para cada elemento consiste principalmente em duas partes, o tempo básico ou normal (tempo levado por um trabalhador qualificado, que faz um trabalho especificado com desempenho padrão) e tolerâncias (concessões somadas ao tempo normal para permitir descanso, relaxamento e necessidades pessoais). Onde: TP = Tempo Padrão; TN = Tempo Normal; TL = Tolerâncias (3) 3. Metodologia A metodologia aplicada tem seus pilares no estudo de tempos e movimentos propostos por Taylor e Gilbreth e divide-se em quatro fases principais: (i) análise do processo atual; (ii) proposta de reformulação do processo; (iii) ferramenta de registro e padronização do processo; e (iv) propostas de melhoria. A primeira fase foi possível após a escolha do processo e empresa que permitisse a aplicação dos princípios de tempos e movimentos e garantissem, com isso, a racionalização do trabalho do operário e vantagens competitivas à empresa. O processo escolhido foi o de carimbagem de documentos em uma empresa de mineração. Com a empresa e processos definidos, partiu-se para a coleta dos dados e análise do processo com intuito de conhecer cada tarefa realizada, sua relevância e grau de racionalização. Optou-se por coletar 10 amostras de tempo, já que o processo escolhido não era 658 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

23 Aplicação do estudo de tempos e movimentos no setor administrativo: estudo de caso em uma empresa mineradora padronizado, dificultando o cálculo do número de ciclos necessários. Como produto da primeira fase, gerou-se uma filmagem do processo de carimbagem adotado na empresa. Este filme serviu como base de estudo para a análise do processo e, posteriormente, como parâmetro para a fase subseqüente: proposta de reformulação do processo. Paralelamente à reformulação do processo, definiu-se a ferramenta de registro e padronização do processo denominada diagrama de processo de duas mãos. Esse método foi escolhido por se tratar de uma atividade altamente repetitiva, de ciclo curto e focado nos movimentos das mãos. Na quarta e última fase, utilizou-se da teoria proposta no estudo de tempos e movimentos para identificar melhorias que tornasse o processo de carimbagem mais eficiente. Durante a etapa de reformulação do processo, foram identificados vários incrementos de melhoria. Todas as sugestões foram submetidas à avaliação por meio de testes práticos. Elegeram-se para compor a proposta de melhoria apenas aquelas que demonstraram resultados satisfatórios quanto à padronização do processo e redução do tempo da atividade. Com o intuito de validar a proposta de melhoria, foi realizada uma nova filmagem cronometrada, incluindo essas iniciativas. No entanto, essa nova filmagem não ocorreu no local do trabalho devido a algumas limitações. Por esse motivo, foi adaptado para a filmagem um protótipo do posto de trabalho que permitiu o cálculo aproximado do novo tempo de ciclo e tempo padrão da atividade, comprovando a eficácia da proposta Descrição da empresa e definição do problema O estudo foi realizado em uma empresa multinacional do ramo da mineração (Empresa X), que opera na extração de diamante, platina e outros metais básicos. A empresa X possui dois setores de suprimentos para atender à execução de um projeto para a construção de um mineroduto. Um dos setores é responsável pela compra de serviços e outro pela compra de materiais. O setor analisado foi o de compras de serviços, o qual possui maior volume de contratos envolvidos. Chancela do Contrato físico pelo setor jurídico Conferência do contrato Impressão dos anexos do contrato Carimbagem dos anexos do contrato Conferência e visto nas folhas carimbadas Assinatura do fornecedor nos anexos e Conferência pelo setor de compras dos documentos recebidos Início da prestação de serviço pelo fornecedor na Mineradora Figura 4 - Diagrama do Processo Global. A quarta etapa, Carimbagem dos anexos do contrato, é o foco deste estudo. Fonte: Autores. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

24 Polyane Avelar Rezende, Taciana Lopes Rezende Martins, Mônica Ferreira Rocha Esse setor funciona em um turno de 8 horas, de segunda a sexta-feira, e apresenta uma equipe de 15 colaboradores incluindo, entre eles, coordenadores, analistas, assistente e estagiário. A exigência por maior eficiência do setor é grande em prol da necessidade de cumprimento do cronograma predeterminado pela área de planejamento da empresa. A demanda para o setor é de aproximadamente 12 contratações por dia, destinadas a cada analista de acordo com disponibilidade do colaborador e/ou especificidade da contratação. A Figura 4 exibe o fluxograma do processo que ocorre no setor. O processo escolhido para estudo foi o de carimbagem de anexos. Trata-se de sete anexos em cada contrato, correspondentes a 140 páginas, que devem ser impressos, carimbados e assinados por alguém do setor, em duas cópias, antes de serem enviados ao fornecedor, que também deve carimbar e assinar, e só depois reenviar uma das cópias à Empresa X. O início da prestação dos serviços só pode ocorrer efetivamente após a finalização dessa sequência de atividades. A escolha da atividade de carimbar ocorreu pelo fato de se tratar de um processo repetitivo e de uma alta demanda e volume no setor. Além disso, as informações necessárias para o prosseguimento do estudo foram de fácil acesso, já que a empresa autorizou a filmagem/cronometragem da atividade, bem como se disponibilizou a ajudar na divulgação de outras informações necessárias. 4. Resultados e Discussões 4.1. Análise do processo atual Após escolhido o processo e a empresa na qual o estudo seria realizado, realizou-se a filmagem e coleta dos dados in loco. A visita possibilitou, além da aquisição dos dados utilizados posteriormente para análise, o reconhecimento do posto de trabalho, assim como suas peculiaridades e potenciais de melhoria. O fato de se tratar de uma atividade simples, de período curto e repetitiva, incentivou a busca de ferramentas que fossem capazes de resultar em menor tempo de execução da tarefa, reprodutibilidade e menor desgaste do operador. Para isso, foram identificados alguns pontos críticos no que se refere ao leiaute e própria movimentação do trabalhador. O posto de trabalho inicial se apresentou desorganizado e incoerente com o processo a ser executado, conforme apresentado na Figura 5. Percebeu-se que o operador dispunha de um espaço muito pequeno e altamente "poluído" de objetos desnecessários, o que estendia o tempo de execução da tarefa. Além disso, a falta de padronização dos movimentos deixava o operador confuso, o que gerava mais desperdício de tempo. Figura 5 - Leiaute do posto de trabalho antigo. Fonte: Autores. Foi identificado como ponto crítico do processo o movimento de suspender as folhas para carimbar. Tal movimento era realizado utilizando-se as duas mãos, sendo que a direita permanecia segurando o carimbo. Não havia padronização do número de folhas a serem suspensas por intervalo de carimbagem e nem o número de folhas que deveria ser transportado até o estoque de folhas carimbadas. Era imposta a esse movimento, uma tensão maior nos músculos da mão, já que os dedos executavam movimentos curtos e simultâneos (separar, suspender, segurar). Esse modelo de trabalho também exigia maior atenção do operador para não suspender mais de uma folha por vez, deixando-as sem carimbar Proposta de reformulação do processo Terminada a análise, algumas propostas foram discutidas, questionadas e testadas, até que se chegasse ao modelo de processo ideal. Inicialmente, foi proposto desvincular os vários movimentos das mãos, de modo que cada uma delas ficasse responsável sempre pela mesma ação. O novo método se resumiu em carimbar a folha com a mão direita e, em seguida, retirá-la com a mão esquerda, auxiliando no manuseio das folhas o uso de uma substância umedecedora de dedos. 660 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

25 Aplicação do estudo de tempos e movimentos no setor administrativo: estudo de caso em uma empresa mineradora Para isso, foi necessário um novo leiaute no posto de trabalho, conforme mostrado na Figura 6. Foi sugerida uma mesa exclusiva para a carimbagem, organizada de modo que cada recurso de trabalho possuísse sua posição predefinida e demarcada. Ao identificar que havia certa dificuldade do operador em posicionar as folhas de forma ordenada e sobreposta, foi sugerida a utilização de um suporte de folhas o qual ficaria fixo à mesa. Foram testados, inicialmente, dois suportes no formato L invertido, um contendo as folhas para carimbar e o outro, as folhas carimbadas. Avaliada essa opção, percebeu-se maior esforço do operador quando a pilha de folhas se tornava maior, obrigando-o a realizar o movimento de levantar as mesmas a fim de posicioná-las no devido lugar. Sendo assim, optou-se por substituir um dos suportes em L (das folhas para carimbar) por um de formato T. Esse novo modelo possibilitaria conter as folhas que seriam carimbadas do lado esquerdo e as já carimbadas do lado direito, sendo que, o outro suporte em L, serviria como estoque intermediário de folhas carimbadas. O uso do suporte contribuiu para manter as folhas alinhadas sem que o operador precisasse se preocupar com a ação de alinhá-las ao fim da tarefa. Figura 6 - Leiaute do novo posto de trabalho. Fonte: Autores. O momento de passar as folhas do suporte em L para o lado direito do suporte em T foi sinalizado com uma fita fixada na base do suporte em L. No instante em que o operador identifica o desaparecimento da fita, as folhas são pegas, e, de cabeça para baixo, posicionadas no lado direito do suporte em T. A largura da fita foi definida de acordo com a quantidade máxima de folhas que, localizada no estoque intermediário (em L ), não exigiria do operador a ação de levantar a folha carimbada para posicioná-la no mesmo. Ao definir a posição exata dos objetos de trabalho, levou-se em consideração o posicionamento dos braços do operador com o melhor ângulo de movimento dos mesmos. Depois de realizadas as ações propostas, foi possível perceber grande melhoria na execução da atividade. O posto de trabalho tornou-se adequado, a reformulação do processo de carimbagem excluiu as tensões impostas aos músculos das mãos do operador, reduziu significativamente a possibilidade de se soltarem folhas durante o processo, também auxiliado pelo mecanismo de umedecer os dedos. Com o uso da fita e dos suportes obteve-se a padronização do processo. Em consequência, o operador se mostrou mais confiante nas etapas a serem realizadas, além de gastar um tempo consideravelmente menor Ferramenta de registro e padronização do processo Escolheu-se para registro e consequente padronização do processo de carimbagem o diagrama de processo de duas mãos, no qual se avalia separadamente a atuação de cada mão. Tem-se por objetivo sincronizar os movimentos das mãos e, assim, eliminar o máximo de esforço e tempo decorrido para a atividade. Optou-se por esse método por se tratar de uma atividade altamente repetitiva, de ciclo curto e focado nos movimentos das mãos. Antes da padronização do processo, houve a análise da atividade de carimbagem e a divisão da operação em elementos. Definiu-se como um ciclo completo do processo o momento em que o operador pega as folhas sem carimbar até o instante em que as 140 folhas são postas juntas novamente, já carimbadas. No entanto, mesmo após a padronização sugerida, a etapa de umedecer os dedos passou a existir de forma irregular, pois se concluiu que a frequência se daria conforme a necessidade do operador. Sendo assim, optou-se por descrever apenas as tarefas padronizadas ao longo do processo. Levando em consideração que o ciclo completo é formado por vários subciclos repetitivos, escolheu-se por não descrever todas as etapas do processo, para não haver o prolongamento desnecessário do diagrama. É importante ressaltar que o diagrama de processo foi realizado com o intuito de ilustrar Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

26 Polyane Avelar Rezende, Taciana Lopes Rezende Martins, Mônica Ferreira Rocha uma das ferramentas utilizadas para o estudo de tempos e movimentos e apresentar o diagnóstico do processo após a padronização (Figura 7). Figura 7 - Diagrama do processo após padronização. Fonte: Autores. Quadro 2 - Formulação das tolerâncias. As tolerâncias circuladas foram escolhidas para serem acrescentadas ao processo. Fonte: Adaptado de Stevenson apud Peinado e Graeml, 2007, p Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

27 Aplicação do estudo de tempos e movimentos no setor administrativo: estudo de caso em uma empresa mineradora Quadro 3 - Determinação do tempo padrão Fonte: Autores Antes das mudanças ocorridas no processo, houve a determinação do tempo padrão da atividade e foi encontrado o tempo de 7.13 minutos. Com a reformulação do processo e o uso das ferramentas sugeridas no estudo de tempos e movimentos, tornou-se possível calcular o tempo normal (ou tempo básico) do processo de carimbagem, a partir da realização das cronometragens. Após o cálculo do tempo normal, foi analisado o ritmo do operador. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

28 Polyane Avelar Rezende, Taciana Lopes Rezende Martins, Mônica Ferreira Rocha A partir daí, determinaram-se as tolerâncias que deveriam ser acrescentadas ao processo, com base no Quadro 2 encontrado na bibliografia, analisando as peculiaridades da atividade em estudo e o ambiente em que ela é realizada. Com as tolerâncias estabelecidas, pôde-se determinar o novo tempo padrão do processo, que foi de 4.98 minutos, uma redução de aproximadamente 30%, equivalente a 2.15 minutos, em relação ao tempo padrão inicial que era de 7.13 minutos. No Quadro 3 encontram-se os valores de tempos de realização da atividade pelo operador, medidos nas cronometragens realizadas após a padronização, assim como o cálculo do tempo normal após a análise do ritmo ou eficiência do operador, o acréscimo das tolerâncias e o valor do tempo padrão. Figura 8, que impactou, de forma considerável, na otimização da atividade. Também se constatou que no interior do documento a ser carimbado havia nove páginas em branco (Figura 9), que não podiam ser inconsequentemente retiradas do contrato pelo fato de estarem numeradas. Então, foi proposta à empresa a reformulação desses anexos pelo setor responsável, com a eliminação dessas folhas, já que isso não afetaria o objetivo da empresa Outras propostas de melhoria Na análise inicial da atividade estudada, constatou-se que ela era realizada de forma totalmente não padronizada. Sendo assim, a primeira ação desenvolvida para melhoria do processo foi o estabelecimento de padrões para o processo de carimbagem. Um dos recursos inseridos no processo foi a utilização de uma substância umedecedora de dedos que auxiliou na passagem das folhas a serem carimbadas. Esse novo item passou a fazer parte do processo e trouxe o aumento da agilidade do operador, uma vez que essa ação era uma das grandes dificuldades encontradas pelo mesmo. Esta substância apresenta um preço relativamente baixo (cerca de R$3,00 o pote de 12 g) e pode ser encontrada com facilidade para compra em vários estabelecimentos. Observou-se também que apesar do carimbo utilizado na atividade ser do modelo autoentintado (self ink stamp), que confere grande praticidade ao processo, o mesmo apresentava-se com a borracha em seu interior desgastada, necessitando de uma grande força do operador para a efetiva carimbagem. Isso provocava dor no braço e fadiga, dificultando a realização do trabalho. Além disso, verificou-se que essa ferramenta possuía um tamanho relativamente grande e desnecessário, com uma distância considerável entre a borracha do carimbo e o papel, aumentando assim, o tempo de carimbagem. A partir dessas constatações, fez-se necessário a substituição do carimbo por um modelo novo e de tamanho menor, conforme Figura 8 À esquerda, o novo carimbo proposto e, à direita, o carimbo antigo, que foi substituído. Fonte: Autores. Figura 9 - Página em branco existente nos anexos. Fonte: Autores. Finalmente, foi sugerida à empresa como proposta de melhoria, a mudança do leiaute e adaptação do posto de trabalho do processo de carimbagem, conforme discutido anteriormente. 664 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

29 Aplicação do estudo de tempos e movimentos no setor administrativo: estudo de caso em uma empresa mineradora 5. Considerações Finais Com o estudo realizado pode-se perceber a grande importância da padronização na obtenção de eficiência, eficácia e qualidade das operações. Com a padronização do processo de carimbagem, conseguiu-se um menor desgaste do operador, uma melhor utilização dos recursos, maior agilidade na realização das atividades e, consequentemente, uma maior produtividade do setor. Os 2,15 minutos de redução conseguidos após o estudo representou uma queda de 28,6% no tempo total de execução do processo de carimbagem, constatando a eficiência das soluções propostas à empresa. Esse valor encontrado é bastante significativo, já que a demanda no setor é alta (cerca de 24 conjuntos de anexos por dia), representando, aproximadamente, o ganho de 52 minutos por dia. Essa otimização afeta diretamente o desempenho do setor, e, em consequência, no ganho financeiro para empresa, pois o operador responsável pelo processo de carimbagem possui outras atividades e, muitas vezes, não conseguia atender à demanda, sendo necessário que a ação fosse feita por analistas ou mesmo por coordenadores que recebem valor da hora de trabalho significativamente maior. Além disso, com essa redução de tempo o operador poderia ajudar os analistas em outras atividades, tornando-o mais produtivo e motivado. Após a realização do estudo, foi possível enxergar a grande importância da utilização das ferramentas da Engenharia de Métodos nas empresas, pois ampliam a visão dos gestores quanto às operações, otimizando os processos. Para pesquisas futuras, por se tratar de um processo repetitivo e tedioso, aconselha-se um aprofundamento na análise ergonômica do ambiente de trabalho onde a carimbagem é realizada, para que assim, haja uma adaptação do posto de trabalho focado também na saúde e segurança, mantendo a produtividade da operação. 6 Referências Bibliográficas ALMEIDA, B. F. O. Método da Elaboração de Folha de Processos em Sistemas de Manufatura Monografia (Graduação. Engenharia de Produção) Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de fora, Disponível em < noalmeida.pdf> Acesso em 02 de junho de ALMEIDA, D. L. M. Análise da aplicação do método MTM em empresas de manufatura: Estudo de caso. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica Universidade Federal de Santa Catarina, Santa Catarina, Disponível em < /91658/ pdf?sequence=1&isAllowed=y> Acesso em 29 de maio de BARNES, R. M. Estudo de movimentos e de tempos: projeto e medida do trabalho. 6. ed. São Paulo: Blucher, CONTADOR, José C. Gestão de operações: Engenharia de Produção a serviço da modernização da empresa. São Paulo: Edgar Blucher, COSTA JÚNIOR, E.D. Gestão em processos produtivos. Curitiba: Ibpex, CRUZ, J.M. Melhoria do tempo-padrão de produção em uma indústria de montagem de equipamentos eletrônicos. Monografia (Graduação em Engenheira de Produção) - Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, Minas Gerais, Disponível em < > Acesso em 01 de junho de GRIMAS, Washington. Fluxograma Disponível em: < /03/fluxogramas1.pdf > Acesso em: 10 de junho de MARTINS, P.; LAUGENI, F. P. Administração da Produção. 2ed. São Paulo: Saraiva, OLIVEIRA, J.C.G. Estudo dos tempos e métodos, cronoanálise e racionalização industrial Disponível em: < administracao-e-negocios/estudo-dostempos-emetodos-cronoanalise-e-racionalizacao industrial/63820/>. Acesso em: 30 de junho de PEINADO, J; GRAEML, A.R. Administração da produção: operações industriais e de serviços. Curitiba : Unicenp, p. SILVA, A.V.; COIMBRA, R.R.C. Manual de tempos e métodos. São Paulo: Hemus, SLACK, N.; CHAMBERS, S.; JOHNSTON, R. Administração da produção. 3. ed. São Paulo: Atlas, TARDIN, M. G. et al. In: IXXXIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO, 2013, Salvador-BA. Aplicação de conceitos de Engenharia de Métodos em uma panificadora. Um estudo de caso na Panificadora Monza. Disponível em _STO_177_013_21883.pdf. Acesso em 09 de junho de TOLEDO JR, I.F.B.; KURATOMI, S. Cronoanálise base da racionalização, da produtividade da redução de custos. 3. ed. São Paulo: Itysho, 1977 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

30 Produção & Engenharia ISSN: V.8 / N.1 (2016) Ana Carolina Vasconcelos Colares (a) (a) Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil /carolinacolares@pucminas.br REESTRUTURAÇÃO E IMPLEMENTAÇÃO DE CONTROLES INTERNOS EM UMA EMPRESA PRESTADORA DE SERVIÇOS RESUMO Este trabalho realizou um estudo descritivo em uma empresa prestadora de serviços com foco na verificação dos controles internos empregados em todo o processo administrativo, contábil, financeiro e operacional da empresa. O objetivo do estudo foi responder o seguinte questionamento: é possível obter reduções de gastos por meio da reestruturação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços sem desrespeitar os princípios que os norteiam? Para responder a problemática foi realizado um estudo de caso através de pesquisa documental e técnica de observação na empresa. Os resultados mostraram que grande parte dos controles internos existentes são manuais e que há grande necessidade de integração desses controles internos através de sistemas de informação, uma vez que é característico das áreas o trabalho conjunto e o acesso à informações em tempo hábil ou à informação propriamente dita nem sempre é possível. Além disso, foram identificados vários pontos de melhorias e apresentadas soluções para melhoria de ferramentas que possibilitaram controles internos mais integrados e objetivos, possibilitando redução de gastos e melhoria de funções. Por fim, concluiu-se que é possível obter reduções de gastos por meio da reestruturação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços sem desrespeitar os princípios que os norteiam. Palavras-chave: Controle interno. Redução de gastos. Sistemas de Informação. ERP. Melhoria de processos. RESTRUCTURING AND IMPLEMENTATION OF INTERNAL CONTROLS IN A SERVICE COMPANY ABSTRACT This paper conducted a descriptive study in a service company focused on checking the internal controls used in all administrative, accounting, financial and operational process of the company. The objective of the study sought to answer the following question: is it possible to get spending reductions through restructuring internal controls in a company providing services without breaching their guiding principles? To answer the problem a case study was conducted using documentary and observation technique researches within the company. The results showed that most of the existing internal controls are manual, and there is great need for integration of these internal controls through information systems, since it is characteristic of the entire work areas and access to information in a timely manner, or information itself is not always possible. In addition, several points of improvement were identified and solutions for improving the tools that enabled more integrated internal controls and objectives are presented, enabling reduced costs and improved functions. Finally, it was concluded that it is possible to obtain spending reductions through restructuring internal controls in a company providing services without breaching their guiding principles. Keywords: Internal control. Reduced spending. Information Systems. ERP. Improving processes. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1 p , Jul./Dez

31 Reestruturação e implementação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços 1. Introdução As empresas visam cada vez mais a lucratividade e permanência num mercado que é muito competitivo. Para garantir essa sobrevivência são necessárias várias ações como a redução de custos, o controle das operações da entidade, a redução dos erros operacionais e, principalmente, evitar que fraudes e desvios nos planejamentos ocorram. Crepaldi (2011), neste contexto, apresenta que nos países desenvolvidos é dada grande importância a métodos científicos de administração, ou seja, métodos totalmente relacionados a controles, regras e formalidades administrativas que levam as empresas a alcançar seus objetivos. Em um Congresso Mundial de Contadores, no ano de 1997, algo muito importante foi apresentado: TI é mais do que computadores. Ela exige que os contadores estejam cientes das muitas formas como a informação está compilada, analisada e transmitida (FRANCO, 1999, p. 65). Agora, 17 anos mais tarde, é possível observar como é importante o uso da informação, ou seja, ter atualmente um controle interno eficiente a ponto de auxiliar na geração de informações relevantes à administração em suas tomadas de decisão é fundamental. Mesmo assim, as empresas em geral não procuram formalizar seus processos de forma que os controles internos estejam documentados e bem definidos. Franco (1997) já falava dos tempos estimulantes e excitantes onde a única certeza é a mudança constante, mudança que deve acompanhar as necessidades, as tendências e objetivar a manutenção das entidades. Desta forma, o controle interno tem um papel administrativo e gerencial, pois ele é criado de acordo com as necessidades da empresa, visando o controle geral de todas as operações realizadas e as operações futuras, como também o controle de todos os procedimentos adotados pelos colaboradores de cada setor, o que consequentemente vai diminuir as chances de fraudes dentro da empresa. Para complementar, Bateman e Snell (2007) definem o controle como o processo que conduz as atividades executadas às metas das organizações. Já Jokipii (2010) afirma que a necessidade de monitoramento interno varia segundo as características de uma empresa, coincidindo com a teoria da contingência, que afirma que cada organização tem de escolher o sistema de monitoramento mais adequado, tendo em consideração características de contingências. A criação de rotinas de trabalho, ou seja, a determinação de funções e sua divisão bem administrada entre os recursos disponíveis para execução dos processos, bem como a alocação de fiscalizadores, tem fundamental importância na criação e manutenção de controles internos, seja em qual área for, livres de erros e fraudes. Tendo como foco nesta pesquisa os controles internos contábeis, administrativos e operacionais, Bateman e Snell (1998, p. 429) apresentam que o controle interno deve garantir a criatividade, incrementar a qualidade e reduzir os custos os administradores devem descobrir maneiras de controlar o que ocorre nas organizações. O controle interno, em suas mais variadas formas de apresentação através de planilhas, operações em softwares, rotinas em manual de procedimentos, dentre outras trata da maneira como as empresas terão controle do negócio, seja para um simples acompanhamento ou para uma tomada de decisão estratégica. Sancovschi (1999) faz uma comparação teórica entre os princípios de reengenharia de processos e de controle interno considerando que ambos os sistemas são potencialmente conflitantes em alguns pontos. Se por um lado as empresas querem e precisam mudar seus processos principalmente para reduzir custos (FERNANDES, BERTOLLO, 1999; BATEMAN e SNELL, 1998), por outro lado, para atingir tais resultados muitas vezes são ignorados princípios de controle interno (SANCOVSCHI, 1999). Além disso, Sankoloba e Swami (2014) observam que a maioria dos pequenos negócios não tem controles internos bem alocados porque existem custos significativos para implementá-los. Considerando essa reflexão, tem-se o seguinte questionamento nesta pesquisa: é possível obter reduções de gastos por meio da reestruturação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços sem desrespeitar os princípios que os norteiam? Desta forma, o objetivo é avaliar a situação das áreas em relação a seus controles internos, verificando importância, relevância, características relacionadas à teoria estudada e identificar pontos de melhoria que possibilitassem reduções de gastos à empresa. Certo (2003) é bem objetivo ao dizer que o crescimento de escala e complexidade das empresas modernas é acompanhado pelo problema de controlar tudo, na mesma proporção. O controle interno surge quase que naturalmente nos processos em geral, mas nem todos são adequados à realidade das empresas e essa definição do que é adequado e do que é Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

32 Ana Carolina Vasconcelos Colares necessário, passa por estudos como a presente pesquisa. Crepaldi (2011) tem uma definição de controle interno que fala sobre a necessidade de proteção dos ativos, o controle e a validade dos dados contábeis, ampliação da eficácia dos trabalhos e aplicação das instruções da direção que resumem e justificam ao mesmo tempo a necessidade de se tratar de um tema como este, além de todas as justificativas já apresentadas. A empresa em estudo atua nos serviços de guarda de documentos e a análise de seus controles internos poderá contribuir como benchmarking para outras empresas do mesmo segmento, uma vez que a maioria das pesquisas sobre esse tema aborda os segmentos do comércio e da indústria. 2. Referencial Teórico O controle interno faz parte de um sistema fundamental para a operação de qualquer empresa, tanto que ele representa em uma organização o conjunto de procedimentos, métodos ou rotinas com os objetivos de proteger os ativos, produzir dados contábeis e confiáveis e ajudar a administração na condução ordenada dos negócios da empresa. (ALMEIDA, 2010, p.42). O Ibracon (1996, p. 52) complementa e expõe os objetivos do controle interno, considerando a proteção de ativos, a obtenção de informação adequada, a promoção da eficiência operacional e a estimulação da obediência e do respeito às políticas da administração. Sankoloba e Swami (2014) constataram que os controles internos são significativos na gestão dos recursos dos pequenos empresários analisados em uma pesquisa e, portanto, funcionários devem ser treinados a fim de tornálos mais bem informados sobre controles internos, para maximizar sua eficácia. Oliveira, Perez Jr. e Silva (2009) relacionam o controle interno e o tipo de operação da entidade, e definem objetivos importantes: Verificar e assegurar os cumprimentos às políticas e normas da companhia, incluindo o código de éticas nas relações comerciais e profissionais; Obter informações adequadas, confiáveis, de qualidade e em tempo hábil, que sejam realmente úteis para as tomadas de decisões; Prevenir erros e fraudes. Em caso de ocorrência dos mesmos, possibilitar a descoberta o mais rápido possível, determinar sua extensão e atribuições de corretas responsabilidades; Registrar adequadamente as diversas operações, de modo a assegurar a eficiente utilização dos recursos da empresa; Assegurar o processamento correto das transações da empresa, bem como a efetiva autorização de todos os gastos incorridos no período. (OLIVEIRA, PEREZ JR. e SILVA, 2009, p. 84) Por outro lado, não há como falar de controle interno sem falar de sistemas de informações, já que estão diretamente relacionados, pois um sistema de informações depende de controles para que seja executado com eficiência. Nesse sentido, Franco contextualiza: A informação e o conhecimento são as chaves para o sucesso e há necessidade real de processar a informação e transformá-la em conhecimento, que pode ser usado para conquistar as oportunidades do mercado. Não há dúvida de que essa é a principal tendência da riqueza econômica do século XXI. As inovações ocorridas nas áreas de computação, telecomunicações e eletrônica afetarão todos os negócios, grandes e pequenos, mudando, também, nossas vidas no lar. (FRANCO, 1999, p. 26). Nesta mesma perspectiva, Attie (2011, p. 200) destaca que com a crescente aplicação de meios eletrônicos de processamento de dados nos sistemas de informação das empresas surgem, como consequência, novos aspectos de controle interno nesses sistemas. E o que seriam esses sistemas? São sistemas de informação, que segundo Padoveze (2009, p.33) definem-se como um conjunto de recursos humanos, materiais, tecnológicos e financeiros agregados segundo uma sequência lógica para o processamento dos dados e tradução em informações, para, com seu produto, permitir às organizações o cumprimento de seus objetivos principais. Já Carter, Philips e Millington (2012) constataram em sua pesquisa por meio de uma análise de regressão, que as empresas com controles internos com fraca tecnologia de informação apresentam impacto negativo em seu desempenho. Mas não é só definir os elementos do sistema de informação, pois o sistema de informações gerenciais deve fornecer informações básicas de que os gestores necessitam em suas tomadas de decisão. Quanto maior for a sintonia entre a informação fornecida e as necessidade informativas, melhores decisões 668 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

33 Reestruturação e implementação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços serão tomadas (BEUREN, 2000, p. 28). E para que a informação seja relevante, o mesmo autor destaca que algumas características como relevância, relação custo-benefício e flexibilidade de adaptação ao usuário e ao contexto da decisão precisam estar presentes. Para que esses dados virem informação utilizável, se adaptem aos controles internos de uma empresa juntamente com os sistemas de informação e tudo funcione de maneira harmônica, não se pode esquecer do benefício da internet. Rosini (2003, p. 29) indica que os maiores avanços em processamento de informação estão ocorrendo através de computadores interligados em redes. Dessa forma, através das redes, sendo a internet a maior e mais usada rede de computadores e à sua facilidade de uso e à sua capacidade de ligar pessoas a informações do mundo inteiro, a Internet está transformando a fisionomia da computação. Está criando uma base para novos tipos de produtos, serviços e relações entre organizações. Está mudando a forma como as pessoas acessam informação, conduzem negócios, se comunicam, colaboram e mesmo passam seu tempo livre. (LAUDON e LAUDON, 1999, p. 7) Talvez sem uma grande rede como a internet, essa interação toda que existe entre sistemas, não só de informação ou de controle, mas sistemas em geral, faria tanta falta que muita coisa não teria sentido. Dessa forma, compreende-se que o controle interno associado a um sistema de informação, como os ERP s muito usados nas empresas em geral, possibilitarão que seus objetivos de salvaguarda de interesses, precisão e confiabilidade da informação, estímulo da eficiência operacional e aderência políticas existentes, como bem coloca Attie (2011), sejam alcançados com êxito Reengenharia de processos versus Controle Interno Como aliada ou inimiga do controle interno destaca-se a reengenharia de processo. Não se pode afirmar que há como trabalhar em conjunto com as duas ferramentas, reengenharia de processos e controle interno, porque alguns princípios ou características dessas duas ferramentas, às vezes, são conflitantes. Enquanto o controle interno tem relação com procedimentos, métodos e rotinas para proteção dos ativos de uma empresa (ALMEIDA, 2010), a reengenharia de processos está voltada para repensar processos visando melhoria de indicadores, quase que a qualquer custo (HAMMER e CHAMPY, 1993). Mas, por outro lado, para a reengenharia de processos dar certo o controle ainda será necessário, mesmo que otimizado ou reduzido. Portanto, as duas ferramentas, se aplicadas corretamente, podem se ajudar. Para entender a reengenharia Saviani (1994) aponta que esse modelo atual das empresas, que compreende objetivos, tipo de organização e tecnologia empregada, vem de longa data e iniciou-se com a Revolução Industrial, quando surge a necessidade de especializações do trabalho e a produção em série. Danvenport (1994, p. 330) completa que como a produção não atendia às demandas, tudo que era produzido era vendido sem problemas, e a ineficiência de gestão das empresas ficava mascarada pelos bons resultados obtidos. No período pós Segunda Guerra Mundial, Hammer e Champy (1993) destacam que a preocupação passa a ser o crescimento rápido, e com isso os negócios passam a se concentrar na redução de custo e no controle sobre a produção. Davenport (1994) explica que após esse período, a mudança nos cenários econômicos começa a destacar a concorrência como fator relevante e nas empresas surge a necessidade de competitividade para poder oferecer produtos de qualidade, a preços competitivos e com um bom atendimento ao cliente. Esse novo modelo exige então que as empresas possuam uma visão do negócio como um todo e, principalmente, uma grande flexibilidade e adaptabilidade dos seus processos e negócios. Isso esbarra em estruturas departamentais e hierárquicas que restringem as informações ao topo das organizações, centralizadas nas altas gerências que acabam não utilizando essas informações de forma tão expressiva. (SAVIANI, 1994, p.201) Nesse cenário surge a necessidade de rever os processos de forma a otimizá-los e a necessidade de controles que possam informar os gestores quanto aos rumos de seu negócio, além de evitar qualquer tipo de fraude ou desvio nas atividades. A reengenharia de processos e o sistema de controle interno aparecem como formas de suprir essas necessidades. Reengenharia de processos é repensar fundamentalmente e reestruturar radicalmente os processos empresariais para alcançar melhorias drásticas em indicadores críticos e contemporâneos de desempenho (HAMMER e CHAMPY, 1993, p.155). Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

34 Ana Carolina Vasconcelos Colares Já o sistema de controle interno, segundo Saviani, é composto pelo plano de organização e pelos métodos e procedimentos que o acompanham para: (a) salvaguardar os ativos, (b) propiciar dados contábeis precisos e confiáveis, (c) promover a eficiência das operações, e (d) incentivar o respeito às políticas gerenciais. (SAVIANI, 1994, p. 75). A reengenharia de processos traz, portanto uma perspectiva de mudança visando melhoria de indicadores e o sistema de controle interno tem propostas mais conservadoras de também promover eficiência, mas primando por rigor na sua construção. Uma união das duas ferramentas de gestão não é uma má ideia, porém pode ser conflitante. O Quadro 1 apresenta os princípios dessas duas ferramentas onde ficam mais evidentes suas diferenças conceituais e práticas. Reengenharia de processos 1. Vários serviços são unificados. Controle interno 1. Estabelecer claramente a autoridade e a responsabilidade dos funcionários. 2. As atividades dos trabalhadores são planejadas e executadas por eles. 2. Separar a responsabilidade sobre operações relacionadas. 3. A autoridade sobre as funções de registro, custódia de 3. A ordem natural no desempenho das etapas de um ativos ou autorização para movimentar ativos e incorrer em processo é respeitada. passivos deve ser delegada a três pessoas diferentes. 4. Os processos têm múltiplas versões. 4. Empregar sempre pessoal competente e confiável. 5. O trabalho é realizado onde faz mais sentido. 5. Promover a rotação periódica de deveres ou de cargos. 6. As verificações e os controles são reduzidos. 6. Adotar técnicas e procedimentos claramente definidos aliados a medidas de segurança adequadas. 7. As reconciliações são minimizadas. 7. Viabilidade financeira. 8. Gerentes e equipes de caso proporcionam um único ponto de contato entre organizações e clientes. 8. Revisão independente. 9. Operações centralizadas ou descentralizadas híbridas 9. Integração de tarefas e funções. prevalecem. Quadro 1: Princípios da reengenharia de processos x Princípios do controle interno Fonte: Hammer e Champy, 1993, p. 160 (adaptado pelos autores). Analisando o Quadro 1 é possível observar que os princípios 1 e 2 da reengenharia de processos são em alguns aspectos conflitantes com os princípios 2, 3 e 6 do controle interno, uma vez que tratam de processos e a reengenharia busca o aperfeiçoamento através da unificação. O controle interno vem com uma proposta de organização das atividades, delegação de tarefas e formalizações. Observa-se também que os princípios 4, 6 e 7 da reengenharia de processos e os princípios 6 e 7 do controle interno são coincidentes em sua essência, uma vez que tratam da possibilidade da existência de processos múltiplos e das reduções possíveis, principalmente financeiramente. Os demais princípios não possuem diferenças ou semelhanças a serem citadas. Hammer e Champy (1993) complementam a concorrência entre reengenharia de processos e o sistema de controle interno com um caso: Seus administradores, preocupados com o elevado número de funcionários no departamento de contas a pagar, reorganizaram os procedimentos de aquisição de materiais e pagamento de fornecedores, fazendo com que os responsáveis pelo recebimento dos materiais autorizassem o pagamento aos fornecedores, registrando, num sistema informatizado, que as encomendas foram recebidas. A redução de custos e o aumento de produtividade auferidos com a mudança resultaram da unificação da responsabilidade sobre operações relacionadas e da minimização da importância da fatura como evidência documental das transações com os fornecedores. Em ambos os casos, foram desrespeitados princípios consagrados de controle interno. (HAMMER e CHAMPY, 1993, p. 205). Portanto, a reengenharia de processos é orientada para o futuro e objetiva a conquista de vantagens competitivas por meio do aumento da produtividade e da redução dos custos. Já o sistema de controle interno tem como objetivo preservar a segurança do patrimônio e a qualidade das informações apresentadas. São ferramentas que em alguns princípios são conflitantes, mas que possuem possibilidade de trabalho conjunto e uso visando objetivos comuns dentro de uma organização O Controle Interno em empresas de prestação de serviços Para entender o controle interno no segmento de serviços ou, no mínimo, identificálo, é necessário entender o que vem a ser a prestação de serviço e Hargreaves, Zuanetti e Lee (2005, p.9) ajudam nesse entendimento afirmando que serviço é o resultado de, pelo 670 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

35 Reestruturação e implementação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços menos, uma atividade desempenhada, necessariamente, na interface do fornecedor com o cliente. É geralmente intangível. Os autores complementam que na prestação de serviço as empresas precisam estabelecer três critérios básicos de funcionamento: instalações físicas adequadas, padrões de atendimento e competências dos profissionais. Para Albrecht ser intangível está ligada a pessoalidade presente na prestação do serviço e por isso [...] um serviço é um resultado psicológico e fundamentalmente pessoal, ao passo que um produto físico é geralmente impessoal, quanto a seu impacto sobre o cliente. Muitos executivos e administradores de organizações de prestação de serviços ainda estão procurando despersonalizar o produto e gerilas com o auxílio de filosofias e práticas de orientação física. (ALBRECHT, 2002, p.6) O último critério citado por Hargreaves, Zuanetti e Lee (2005) está ligado às limitações dos controles internos, onde é preciso envolver os colaboradores para que o sistema seja funcional. Por esse motivo, Dalledonne (2008, p. 24) informa que é preciso estabelecer indicadores de sucesso para cada uma das partes do negócio de modo compatível com os indicadores gerais do negócio: custos, metas e, se for possível, produtividade. Ou seja, os indicadores da prestação de serviço e de negócios em geral, alimentados pelos controles, proporcionarão à gestão os rumos do negócio, com foco na tomada de decisão correta. Em empresas prestadoras de serviço, como informa Albrecht, o foco é no processo e não no produto, portanto os controles em geral, principalmente os gerenciais ou administrativos são voltados para os processos. O autor aponta dez lições aprendidas a respeito de serviços e da administração de serviços, se destacando duas delas que têm relação com o sistema de controle interno em geral: [...] 6. Os administradores não controlam a qualidade do produto quando o produto é um serviço: o controle de qualidade se altera drasticamente quando o produto é uma interação e não um objeto. A qualidade do produto serviço encontra-se num estado precário está nas mãos dos empregados que prestam o serviço, que o produzem e entregam ao cliente. Os administradores só podem afetar a qualidade do serviço indiretamente, dando inspiração e motivação ao pessoal de frente. Muitos administradores ainda não percebem este fato. [...] 10. Os sistemas geralmente são os inimigos do serviço: muitos dos problemas de qualidade baixa ou medíocre de prestação de serviços resultam de sistemas, procedimentos, políticas, regras e regulamentos e de loucura organizacional. Com muita frequência, culpamos o pessoal da linha de frente pela má qualidade do serviço, quando o verdadeiro problema se encontra em sistemas que não funcionam ou não fazem sentido. Se você não estiver disposto a repensar os sistemas, você pedirá a seu pessoal que dispute a corrida com apenas um sapato. (ALBRECHT, 2002, p. 6) Na prestação de serviço, normalmente, dependendo do serviço que se presta é grande a quantidade de mão de obra envolvida no processo e preocupar-se com o controle da qualidade é importante. Lembrando que como bem colocou Albrecht (2002), os sistemas de controle não podem se tornar o problema da operação, eles precisam estar a favor e não contra a produtividade e bom atendimento ao cliente. A prestação de serviço tem grande presença de mão de obra, principalmente nos processos operacionais e os controles internos precisam prever essa situação, ou seja, precisam estar voltados para a presença humana de preenchimento e controle. Dalledonne (2008, p. 16) destaca que prestar serviço significa gerir um complexo sistema, mantendo o controle da estabilidade, com o objetivo de garantir a fidelidade do cliente e, o mais importante, o lucro. O controle interno na prestação de serviço, assim como em outros segmentos, terá um papel importante se atuar como um item que irá colaborar para alcançar a qualidade do serviço entregue ao cliente, uma vez que nesse segmento, principalmente, a avaliação do cliente é qualitativa, já que ele não terá um produto ou bem em mãos para fazer sua avaliação. 3. Metodologia O presente estudo é classificado com relação aos objetivos como uma pesquisa descritiva. Sobre os procedimentos adotados é uma pesquisa participante, documental e adota um estudo de caso específico com abordagem qualitativa do problema. A pesquisa descritiva é a pesquisa que delineia o que é e que aborda também quatro aspectos: descrição, registro, análise e interpretação de fenômenos atuais, objetivando seu funcionamento no presente (MARCONI, 2002, p. 20). A pesquisa participante envolve o pesquisador no contexto Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

36 Ana Carolina Vasconcelos Colares da entidade estudada e pode ser definida como a pesquisa que busca auxiliar a população envolvida a identificar por si mesma os seus problemas, a realizar a análise crítica destes e a buscar as soluções adequadas (GIL, 2010, p.43). A pesquisa documental é a pesquisa que utiliza documentos que não passaram por análise científica e que podem ser de fonte pessoal (cartas, diários, fotos, etc.) ou de fonte institucional (relatórios, gráficos, tabelas, boletins, etc.) (REIS, 2008), sendo abordados nesse estudo planilhas, relatórios e manuais de controles internos da empresa objeto do estudo de caso. Nesse sentido, define-se o estudo de caso como um tipo de pesquisa que consiste no estudo profundo e exaustivo de um ou poucos objetos, de maneira que permita seu amplo e detalhado conhecimento (GIL, 2010, p. 45). Já a pesquisa qualitativa (GIL, 2010) é aquela que estimula os entrevistados à liberdade sobre o tema questionado, ou seja, é utilizada para buscar percepção e entendimento geral sobre os questionamentos, abrindo espaço para interpretação. Tratamento dos dados ou a análise e interpretação dos dados é o trabalho que levará à solução do problema de pesquisa proposto e o alcance dos objetivos (MARTINS, 2012). Adicionalmente deve-se lembrar que a análise e interpretação são duas atividades distintas : a análise é a tentativa de evidenciar as relações existentes entre o fenômeno estudado e outros fatores e a interpretação é a atividade intelectual que procura dar um significado mais amplo às respostas, vinculando-se a outros conhecimentos (MARCONI, 2002). Os dados coletados foram avaliados com abordagem qualitativa que pode ser considerada como a abordagem que [...] descreve a complexidade de determinado problema e a interação de certas variáveis, compreende e classifica processos dinâmicos vividos por grupos sociais, contribui no processo de mudança de dado grupo e possibilita, em maior nível de profundidade, o entendimento das particularidades do comportamento dos indivíduos. (DIEHL e TATIM, 2004, p. 52) Nessa avaliação dos dados foram utilizados quadros comparativos para o perfeito entendimento de tudo que foi coletado em entrevistas, pesquisas documentais e bibliográficas. Esse processo de avaliação dos dados possibilita uma transformação dos mesmos em informação. 4. Apresentação dos Resultados Com o objetivo de verificar na prática como uma empresa trata o assunto controle interno, buscou-se confrontar os conceitos estudados com a realidade de uma determinada empresa, além de propor melhorias que levassem à redução de gastos para esta empresa estudo de caso. A escolha da empresa estudada se deu devido a vários fatores como a facilidade de obter as informações para o estudo de caso, sua atividade fim - que trata justamente da informação, base de qualquer controle interno - e sua importante participação no mercado. Para o resguardo necessário do sigilo comercial o nome da empresa foi devidamente omitido. A empresa estudada é uma entidade de pequeno porte que presta serviços de guarda e administração de arquivos (organização, digitalização, projetos de Enterprise Content Management ECM, dentre outros). Sua área total de armazenagem de documentos é de aproximadamente m². A empresa estudada é pioneira no mercado, atua desde 1993 e conseguiu apresentar em Minas Gerais uma forma diferente de realizar a gestão documental. Não trabalha apenas com guarda de documentos, possui um mix de serviços voltado para uma gestão documental completa Situações relacionadas ao controle interno Para identificar a implementação de novos controles internos e descrever seu funcionamento na empresa estudo de caso e investigar os impactos dos novos controles internos nos custos e despesas da empresa (objetivos específicos), abaixo serão descritos 06 (seis) casos verificados na empresa estudo de caso. Para esses objetivos específicos, durante o levantamento dos dados foram utilizadas pesquisa participante, pesquisa documental e entrevista não estruturada. Nos itens que seguem apresentam-se os casos da maneira mais detalhada possível. Para o resguardo necessário do sigilo comercial, nem todas as informações solicitadas e disponibilizadas na pesquisa documental e na entrevista não estruturada pelos funcionários da empresa, puderam ser expostas. Cada uma dessas mudanças proporcionou à empresa estudo de caso reduções diretas no quadro de pessoal, reduções no tempo gasto na realização de atividades e reduções de gastos indiretos diversos, conforme exposto na Tabela Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

37 Reestruturação e implementação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços Tabela 1: Reduções proporcionadas à empresa estudo de caso Caso Tipo de Redução Valor anual Melhoria de planilhas de Redução em tempo gasto no processo (*) faturamento Redução de retrabalho com conferência de controle manual Redução de pessoas Criação de planilha controle Redução de gastos indiretos diversos (*) de atendimento on-line Redução em tempo gasto no processo Redução de retrabalho com conferência de controle manual Extensão do controle online para todas as áreas operacionais Melhoria do processo de faturamento Melhoria do processo de rearquivamento e intercalação Implantação do software ERP Redução em tempo gasto no processo Redução de retrabalho com conferência de controle manual Redução de pessoas Redução de gastos indiretos diversos Redução em tempo gasto no processo Redução de retrabalho com elaboração e conferência de controle manual Redução de pessoas Redução de gastos indiretos diversos Redução em tempo gasto no processo Redução de retrabalho com elaboração e conferência de controle manual Redução de despesas com material de escritório Redução em honorários contábeis Redução em tempo gasto no processo Redução de retrabalho com elaboração e conferência de controle manual (*) (*) (*) R$ ,76 (*) Valores não informados pela empresa estudo de caso. Seria necessário realizar medições específicas nos processos envolvidos para verificar, principalmente, tempo gasto para apurar o valor. Fonte: Dados da pesquisa (2013) Melhoria das planilhas de faturamento Na área de atendimento ao cliente da empresa estudo de caso, para o processo de envio de documentos aos clientes é necessário, a cada período de faturamento, enviar a alguns clientes uma planilha, acompanhado de nota fiscal e extrato, com a relação de todos os serviços prestados para o período em questão. Na empresa em questão, todas as áreas que fazem algum tipo de atividade que gera faturamento aos clientes devem lançar esses serviços em um sistema para que no período de faturamento a cobrança entre na nota fiscal do cliente. Nesse processo da área de atendimento ao cliente, além do lançamento no sistema, a área fazia o lançamento em planilhas individuais, ou seja, havia uma duplicidade desnecessária de lançamentos. Observada essa duplicidade foi proposta e realizada uma alteração da tela de lançamento do sistema para atender ao preenchimento manual de todos os campos da planilha. Foi desenvolvido no sistema uma rotina de exportação das informações em formato de planilha para envio aos clientes, houve treinamento da equipe para realização dos lançamentos dentro do novo cenário e houve comunicação com o cliente para informar o novo padrão de relatório. Essa otimização de um processo até então manual e em duplicidade, foi o início de uma fase de mudança em controles internos importantes das áreas estudo de caso que serão descritos nos próximos itens Criação de planilha controle de atendimento on-line Ainda na área de atendimento ao cliente, no mesmo processo de envio de documentos aos clientes, o controle de todo o fluxo de recebimento e conclusão das solicitações era realizado através de uma Planilha Controle de Atendimento (PCA) que utilizava o software Excel. A planilha foi criada com o objetivo de controlar o fluxo de atendimento, monitorar os prazos de atendimento e levantar números e estatísticas para elaborar indicadores de desempenho do processo (gráficos). Com o passar do tempo a PCA não atendia mais ao grande número de clientes e consequentemente ao grande número de solicitações que precisavam ser lançadas. Além disso, a qualidade da informação não era mais confiável, porque não havia nenhum tipo de consistência dos dados alimentados e havia uma grande necessidade de uso simultâneo dos dados pela equipe, que também cresceu. Diante desse cenário foi solicitado à área de desenvolvimento (TI) da empresa a criação de uma planilha, nos mesmos moldes, porém online e com ligação direta à área reservada do site da empresa (local onde os clientes podem enviar pedidos de documentos, além do envio de e- mails). Foi criado um painel inicial, onde era possível visualizar as solicitações enviadas pelos Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

38 Ana Carolina Vasconcelos Colares clientes utilizando o site da empresa e lançar solicitações enviadas por , o que já seria um ganho. Aos gestores da área de atendimento coube a elaboração de uma lista de adequações para que o painel fosse transformado na ferramenta atual, o Sistema Integrado de Atendimento (ou SIA). O SIA tem integração direta com o site da empresa. O cliente consegue acompanhar o status da sua solicitação, é possível realizar utilização simultânea, ele é on-line e pode ser acessado de qualquer local que tenha acesso à internet. Possui uma série de filtros possíveis, possui a garantia de consistência das informações inseridas (validações) por ser um software, possui botões de estatísticas que geram os indicadores de desempenho sem intervenção manual, possui funções de exportação das informações lançadas no mesmo e possui funções de administração em que é possível criar usuários, editar listas suspensas da ferramenta, alterar perfis e monitorar as ações dos usuários através dos logs salvos. Um último ponto positivo é que a ferramenta elimina uma etapa do processo, a de lançamento da solicitação, para os casos em que o cliente solicita diretamente através do site. Agora, somente as solicitações por precisam ser lançadas. Na antiga PCA, tudo tinha que ser lançado Extensão do controle on-line para todas as áreas operacionais Como pode ser observado acima, a criação do Sistema Integrado de Atendimento foi uma excelente otimização de um controle fundamental para a empresa em questão. Observando o sucesso dessa otimização, a área da qualidade da empresa, utilizando da sua posição privilegiada de auditar todas as áreas da operação e do suporte, percebeu que as áreas da operação, assim como a área de atendimento ao cliente (origem do SIA) possuíam um controle central, ou no mínimo a necessidade de um controle desta natureza. Surge então a ideia do controle centralizado por área na operação da empresa, nos padrões do SIA. Este projeto encontra-se em andamento e realizará na empresa uma possibilidade de prestação de contas em tempo real aos clientes, dentro da área reservada aos mesmos no site (esse projeto atua em conjunto com a inclusão do conceito de ordem de serviço, item 4.1.4). Os próximos tópicos tratam justamente dessa parte do processo e de outras otimizações realizadas no processo de faturamento Melhoria do processo de faturamento Como a empresa estudada possui um Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ) certificado (ISO 9001:2008), o setor da qualidade da empresa tem como objetivo manter os processos em geral formalizados e integrados. Seguindo essa linha de trabalho foi possível realizar quatro alterações no processo de faturamento da empresa, em parceria com os gestores das áreas envolvidas: 1) Criação de parâmetros para os produtos liberados aos clientes Um dos desafios da área comercial da empresa estudo de caso, durante muito tempo, era disponibilizar de maneira sistêmica as informações dos contratos dos clientes que estivessem relacionadas com a operação (exemplo: prazos de atendimento, quantidades permitidas por solicitação, forma de cobrança). Até que essa disponibilização fosse possível, sempre que uma informação era necessária, a área comercial precisava ser acionada e isso sempre causou desgaste internamente e em algumas situações erros operacionais e ruídos com os clientes. Essas informações (parâmetros) de cada produto da empresa foram levantadas por um grupo de gestores e através de reuniões, a ideia da criação de parâmetros no sistema operacional da empresa foi colocada em prática. Atualmente, a empresa conta com um mix de produtos cadastrados em seu sistema operacional, mais parâmetros associados a alguns deles. Os parâmetros, em sua grande maioria, são informativos (prazo, quantidades, orientações, etc.) e em alguns casos são interativos (o lançamento de uma informação é convertido em uma quantidade a ser faturada para o cliente: transporta-se 50 caixas, portanto deve-se cobrar dois fretes a cada 25 caixas, fatura-se um frete do cliente). Além de resolver a situação histórica da área Comercial de disponibilização da informação à operação da empresa, ainda foi possível garantir um faturamento mais ajustado e que contribui para ausência de erros pelos usuários. 2) Realização de revisão centralizada dos lançamentos para faturamento Como informado anteriormente, todas as áreas que fazem algum tipo de atividade que 674 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

39 Reestruturação e implementação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços gera faturamento aos clientes, devem lançar esses serviços em um sistema para que no período de faturamento a cobrança entre na nota fiscal do cliente. Esses lançamentos são realizados por funcionários (auxiliares) treinados da própria operação e eram revisados dentro de cada setor por supervisores, coordenadores ou líderes. O processo de revisão do lançamento consiste em conferir se as quantidades lançadas estão de acordo com o necessário para o serviço realizado. Esse processo está previsto para todos os lançamentos e é obrigatório. Existia, porém, um problema em deixar a própria área revisar seu lançamento, o que fazia com que o processo, algumas vezes, ficasse atrasado, por situações internas de cada área (grandes demandas, ausências, etc.) e dava um grau de desconfiança, principalmente da diretoria, quanto à existência de fugas de faturamento, uma vez que o responsável pela revisão poderia não estar 100% informado de todas as nuances daquele cliente. Para resolver a situação, um grupo de trabalho convocado pela diretoria, focado em otimizar esse processo com vistas a redução de fugas de faturamento, sugeriu a centralização da revisão do faturamento para um responsável que teria o treinamento adequado visando acumular o conhecimento necessário e que ficaria subordinado ao setor Financeiro/Faturamento da empresa. Atualmente, o processo ocorre dessa forma e desde a mudança todas as revisões são realizadas e a qualidade do faturamento melhorou muito. 3) Formalização do processo de faturamento ao cliente Todas as áreas operacionais da empresa possuem Procedimentos Operacionais Padrão (POP) de seus processos. A formalização dos processos das áreas da operação é uma obrigatoriedade do Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ) da empresa, principalmente para as áreas pertencentes ao escopo do certificado (ISO 9001:2008). O processo de faturamento da empresa não faz parte desse escopo. Porém, o setor da qualidade da empresa percebeu que seria muito positivo fazer a formalização dessa atividade - essa melhoria também foi destacada em nota da auditoria externa de 2013, realizada na empresa estudo de caso. Através de reuniões com os gestores do processo de faturamento ao cliente, o setor de qualidade formalizou as atividades do processo de faturamento ao cliente e além de criar um manual do processo, pôde sugerir melhorias sistêmicas ao processo que resultaram na inclusão do conceito de Ordem de Serviço para as solicitações dos clientes à operação da empresa, o que será detalhado no próximo item. 4) Inclusão do conceito de Ordem de Serviço Exatamente como um sistema, ou seja, partes que se integram e formam um conjunto que trabalha em harmonia dentro da empresa, a ideia da criação do Sistema Integrado de Atendimento para toda a operação e a formalização do processo de faturamento pelo setor da qualidade da empresa proporcionou um projeto que encontra-se em andamento e que visa inclusão do conceito de Ordem de Serviço (OS) na operação da empresa. Atualmente, as áreas recebem as solicitações via site ou via dos clientes e realizam o serviço solicitado. Em alguns setores o início da solicitação é o recebimento de material a ser processado, sendo dispensável o envio de qualquer tipo de formalização pelo cliente. Nessa fase do processo, cada área controla suas demandas de alguma forma, com ou sem um controle específico, chegando ao ponto de setores terem controles visuais, ou seja, se há material dentro da sala, em uma prateleira ou em um local específico, há demanda pendente. Visando corrigir essas falhas, padronizar os controles e criar integração entre os setores da empresa, seja da operação ou administrativos (faturamento), surge, como citado anteriormente, a proposta de elaboração de um painel (planilha on-line, assim como o SIA) por área com o conceito de OS. Cada setor recebendo suas demandas (solicitações) através do uso do site pelo cliente, a mesma já chega com um número de OS, fica registrada e o cliente mantém acompanhamento do status da solicitação, bem como dos itens faturados. Esse último benefício, o de acompanhar no site os itens faturados por Ordem de Serviço, retira a necessidade de existência de planilhas de faturamento, como descrito no item e várias atividades de prestação de contas realizadas no processo de faturamento. De todos os casos citados neste item 4.1, a inclusão do conceito de Ordem de Serviço será, quando finalizada sua implantação, um marco nessas melhorias de controles citadas que foram se encaixando e possibilitando à empresa em questão reduzir gastos e otimizar a operação de parte do seu sistema de controles internos, sem ferir os princípios que os norteiam. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

40 Ana Carolina Vasconcelos Colares Melhoria do processo de rearquivamento e intercalação Fruto das auditorias internas do setor qualidade, uma proposta de melhoria de controles e reengenharia de processos foi aprovada pela diretoria da empresa para o setor que realizar rearquivamento e intercalação de documentos. O rearquivamento de documentos é o retorno a um local de origem de documentos originais que foram enviados aos clientes e a intercalação de documentos é a inclusão de um documento novo enviado pelo cliente em um documento já enviado anteriormente pelo próprio cliente. Ambos os processos são de responsabilidade de uma única área na empresa estudo de caso e atualmente são executados fazendo uso do sistema operacional da empresa e de uma série de controles internos que utilizam desde formulários manuais até planilhas no software Excel. A proposta consiste em fazer todo o processo de registro da documentação que chega para rearquivamento ou intercalação apenas no sistema operacional da empresa, utilizando muito da leitura dos códigos de barras que já são fixados nos documentos. O ideal para se entender bem o processo e a melhoria proposta seria uma visita e apresentação mas, em síntese, o que precisa ser entendido é que a documentação chegará, seja para rearquivar ou intercalar e ao emitir o recebimento desses documentos, o operador já registrará sua entrada, cadastrando-os em estoque e alocando a remessa em um local de guarda temporária até que os mesmos sejam arquivados em local de origem. No processo de guarda, atualmente o operador deve fazer anotações em uma planilha para identificar o contêiner em que está arquivando determinado documento. Com a melhoria proposta, essa anotação vira mais uma baixa dentro do sistema operacional da empresa, onde se faz leitura do código de barras do documento e leitura do código de barras do contêiner para arquivo (tudo consistido, registrado e com possibilidade de gerar relatórios de produtividade, de movimentação, etc.). O maior benefício é a retirada de controles manuais, o que proporcionará redução de mão de obra e redução de tempo gasto, atualmente, com os controles manuais. Haverá, também, integração entre site, sistema operacional e Sistema Integrado de Atendimento (essa é uma das áreas que tem previsto um painel para controle via OS) Implantação do software ERP Como último caso apresentado está a implantação do software ERP (Enterprise Resource Planning ou SIGE Sistemas Integrados de Gestão Empresarial) na empresa estudo de caso. Sua implantação foi há dois anos e em síntese o gestor dos setores financeiro e faturamento da empresa, principal responsável pela implantação, descreve a situação antes e depois da ferramenta: * Antes do ERP: Enviava a documentação de notas e demais para a Contabilidade terceirizada; Não fazia nenhum tipo de lançamento, apenas um controle de caixa em sistema da diretoria; Não tinha controle informatizado de títulos em aberto e a receber; Havia muitos controles manuais para suprir as necessidades da área; Processo de faturamento ao cliente (emissão e envio de notas) manual. * Depois do ERP: Tem um ERP robusto com vários módulos (não utiliza todos); Faz os lançamentos das notas de entrada e demais obrigações contraídas; Tem todos os relatórios e demonstrações contábeis que precisa instantaneamente; Tem uma economia anual de R$13.028,76; Não precisa enviar documentos à Contabilidade que continua terceirizada, mas com comunicação/contato todo via sistema, on-line; Faz o controle de estoque de materiais do Almoxarifado através do ERP, de maneira integrada (compra, entrada, saída para usuário interno, controle, nova compra, etc.); Ainda não está utilizando 100% da ferramenta (faltam, principalmente, aprovações via sistema pela Diretoria); Processo de faturamento ao cliente (emissão e envio de notas) eletrônico. Basicamente, a empresa não fazia nada para fins de controle em tempo real, ela apenas gerava a documentação e encaminhava para a Contabilidade (terceirizada), sem contar o processo de faturamento (emissão de notas fiscais) que também era em parte manual e com 676 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

41 Reestruturação e implementação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços o ERP ganhou informatização de algumas partes (ex.: NF-e, envio de extrato, envio de boleto, etc.). A contabilidade continua terceirizada, porém os lançamentos das notas fiscais de entrada e demais obrigações contraídas (ex:contrato de aluguel) parte da empresa, no ERP. Com isso, a contabilidade faz somente a outra parte do trabalho e a empresa pode, efetivamente, gerenciar toda a parte contábil e financeira através de alguns cliques. Para concluir, o mais importante sobre a implantação do ERP fica explícito no conteúdo da Figura 1, que mostra a redução de gastos e despesas que a empresa teve com essa implantação, bem como o gasto atual, pósimplantação, o que faz a economia demonstrada ser a total real. Os valores são expressivos e representam uma vitória do gestor da área que informou que de experiências em outras empresas, já esperava um retorno de melhora administrativa bem positivo, mas não fazia ideia que o retorno financeiro também seria tão vantajoso. Figura 1: Redução de gastos com a implantação do ERP Fonte: Dados da pesquisa (2013) 5. Considerações Finais A partir de todos os conceitos e práticas verificadas no material referenciado, este trabalho buscou conceituar o controle interno e propor melhorias com foco em redução de gastos para uma empresa prestadora de serviço. Algumas das melhorias apresentadas no estudo de caso, durante a pesquisa participante, foram implantadas pela empresa e uma melhoria ainda será implantada, ou seja, o projeto já foi aceito pela diretoria. Foi apresentado, também, a implantação do ERP que reduziu gastos e melhorou a circulação e obtenção das informações. Esse último não foi um resultado do trabalho, mas foi uma evidência que controles internos podem auxiliar na redução de gastos. Dentro de toda essa perspectiva conclui-se que é possível obter reduções de gastos por meio da reestruturação de controles internos em uma empresa prestadora de serviços sem desrespeitar os princípios que os norteiam. Todo o conjunto de casos apresentados é a evidência dessa afirmativa, que no início dos trabalhos era o problema de pesquisa. O trabalho teve sua relevância comprovada por ter se mostrado uma oportunidade de explorar a bibliografia sobre um tema que não tem tantos trabalhos com aplicação prática e uma abordagem mais voltada para a redução de gastos. Normalmente, é comum observar a relação entre controle interno e auditoria interna, ou associar controle interno à burocracia, o que reduz a possibilidade de alcançar objetivos como esses. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

42 Ana Carolina Vasconcelos Colares Como o estudo de caso limitou-se a uma única empresa da sua área de atuação, não é possível afirmar que ele pode ser aplicado em todas as empresas com condições semelhantes à estudada. Como sugestão para outros estudos, indica-se aumentar o universo de empresas na mesma área de atuação e comparar os impactos nos seus resultados. 6. Referências Bibliográficas ALMEIDA, Marcelo Cavalcanti. Auditoria: um curso moderno e completo. 5. ed. São Paulo: Atlas, ALBRECHT, Karl. Revolução nos serviços: como as empresas podem revolucionar a maneira de tratar seus clientes. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, ATTIE, William. Auditoria: conceitos e aplicações. 6. ed. São Paulo: Atlas, BATEMAN, Thomas S.; SNELL, Scott A. Administração: construindo vantagem competitiva. São Paulo: Atlas, BEUREN, Ilse Maria. Gerenciamento da informação: um recurso estratégico no processo de gestão empresarial. São Paulo: Atlas, CARTER, Lemuria; PHILIPS, Brandis; MILLINGTON, Porche. The impact of information technology internal controls on firm performance. Journal of organization and End user computing. 24 (2), april-june, CERTO, Samuel C. Administração moderna. 9. ed. São Paulo: Pretince Hall, CREPALDI, Silvio Aparecido. Auditoria Contábil: Teoria e Prática. 7 ed. São Paulo: Atlas, DALLEDONNE, Jorge. Gestão de Serviços: a chave do sucesso nos negócios. Rio de Janeiro: Senac Nacional, DAVENPORT, Thomas H. Reengenharia de Processos. Rio de Janeiro: Campos, DIEHL, Astor Antônio; TATIM, Denise Carvalho. Pesquisa em Ciências Sociais aplicadas: métodos e técnicas. São Paulo: Pretince Hall, FERNANDES, Flávio César F.; BERTOLLO, Rossano Margotto. Avaliação do impacto da reengenharia nas grandes empresas do brasil. Revista Gestão e produção, v.6, n.1, p , abr FRANCO, Hilário. A contabilidade na era da globalização: temas discutidos no XV Congresso Mundial de Contadores, Paris, de 26 a São Paulo: Atlas, GIL, Antônio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa. 5. ed. São Paulo: Atlas, HAMMER, M.; CHAMPY, J. Reengenharia: revolucionando a empresa em função dos clientes, da concorrência e das grandes mudanças da gerência. Rio de Janeiro: Campus, HARGREAVES, Lourdes; ZUANETTI, Rose; LEE, Renato. Qualidade em prestação de serviços. 2. ed. Rio de Janeiro: Senac Nacional, IBRACON. Curso básico de auditoria. 1. ed. São Paulo: Atlas, JOKIPII, Annukka. Determinants and consequences of internal control in firms: a contingency theory based analysis. J Manag Gov. 14: , LAUDON, Kenneth C.; LAUDON, Jane Price. Sistemas de Informação: com internet. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, MARCONI, Marina de Andrade. Técnicas de pesquisa: planejamento e execução de pesquisas, amostragens e técnicas de pesquisas, elaboração, análise e interpretação de dados. 5. ed. São Paulo: Atlas MARTINS, Gilberto de Andrade. Manual para elaboração de monografias e dissertações. 3. ed. São Paulo: Atlas, OLIVEIRA, Luís Martins; PEREZ JR., José Hernandez; SILVA, Carlos Alberto dos Santos. Controladoria Estratégica. 5. ed. São Paulo: Atlas, PADOVEZE, Clóvis Luís. Sistemas de informações contábeis: fundamentos e análises. 6. ed. São Paulo: REIS, Linda G. Produção de monografia: da teoria à prática. 2. ed. Brasília: Senac, ROSINI, Alessandro Marco. Administração de sistemas de informação e a gestão do conhecimento. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, SANCOVSCHI, Moacir. Reengenharia de Processos e Controle Interno: uma avaliação comparativa. Revista de Administração de Empresas, v. 39, n. 2, p SANKOLOBA, Tumisang; SWAMI, B. N. Impact of Internal Controls in Managing Resources of Small Business: Case Study of Botswana. Journal of Small Business and Entrepreneurship Development, Vol. 2, No. 2, pp , June SAVIANI, J. R. Repensando as Pequenas e Médias Empresas. São Paulo: Pioneira, Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

43 Produção & Engenharia ISSN: V.8 / N.1 (2016) Denilson Costa da Silva (a), Jorge de Araújo Ichihara (b) (a) Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, Marabá, Brasil/engcsdenilson@gmail.com (b) Universidade Federal do Pará, Belém, Brasil / jorge.ichihara@hotmail.com BALANCEAMENTO DE LINHAS DE PRODUÇÃO DE UMA EMPRESA DE CERÂMICA VERMELHA DE SÃO MIGUEL DO GUAMÁ ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO DE EVENTOS DISCRETOS RESUMO O objetivo deste artigo é apresentar o balanceamento da linha de produção (BLP) em uma fábrica de cerâmica vermelha, pertencente ao polo cerâmico do município de São Miguel do Guamá / PA, a partir da utilização da simulação de eventos discretos (SED). Para tanto, utilizou-se como procedimento metodológico o estudo de caso. A proposta sistemática de modelagem e simulação seguida foi a de Chwif (1999), com uma adaptação na qual inclui um estudo de caracterização da linha de produção, entendendo a necessidade de levantar as características discretas da referida linha. Identificou-se o escopo do sistema que inclui indicadores, variáveis e o mapa do processo (modelo conceitual), suficientes para atingir o BLP e traduziu-se o modelo conceitual em um modelo computacional, sendo este último útil para geração das saídas de interesse da pesquisa. Construíramse três cenários com diferentes configurações no tempo de setup da extrusora e os resultados satisfatórios indicaram 88% de taxa de utilização dos recursos (TUR) e uma taxa de produção diária (TPD) de tijolos, uma melhoria de 1,96% e 2,97%, respectivamente. Ao final, concluiu-se que a SED tem grande utilidade para atingir o BLP neste tipo de segmento industrial. Palavras-chave: Cerâmica vermelha. Balanceamento de linhas de produção. Simulação de eventos discretos. PRODUCTION LINES BALANCING IN A RED CERAMIC COMPANY OF SAO MIGUEL DO GUAMA THROUGH DISCRETE EVENT SIMULATION ABSTRACT The objective of this article is to present the balancing of production line (BPL) in a red ceramic factory, belonging to the ceramic pole of Sao Miguel do Guama / PA, by means of the use of discrete event simulation (DES). To carry out the research, we used the case study as instrument. The modeling and simulation approach was that proposed by Chwif (1999), with an adaptation in which a characterization study of the production line is included, considering the need to enumerate the discrete characteristics of the referred line. We identified the scope of the system that includes indicators, variables and the process map (conceptual model), sufficient to reach the BPL and we translated the conceptual model into a computational one, the latter being useful for generating outputs of research interest. Three scenarios were constructed with different settings on the extruder setup time, and satisfactory results indicated 88% for the utilization rate of resources (URR) and a daily production rate (DPR) of 48,840 bricks, an improvement of 1.96 % and 2.97%, respectively. Finally, it was concluded that DES is very useful to achieve BPL in this type of industrial segment. Keywords: Red ceramic. Balancing production lines. Computational simulation. Discrete event simulation. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1 p , Jul./Dez

44 Denilson Costa da Silva, Jorge de Araújo Ichihara 1. Introdução Conforme o Anuário Brasileiro de Cerâmica Vermelha do Ministério de Minas e Energia MME (2009), o macrossetor cerâmico no Brasil, envolvendo cerâmica vermelha, cerâmica branca, cerâmica de revestimento, isolantes térmicos, refratários, especiais (fritas e corantes), abrasivos, vidro, cimento e cal, tem uma grande importância econômica, com uma participação no Produto Interno Bruto (PIB) nacional da ordem de 1,0%, além de apresentar características de capilaridade no cenário da economia com a participação de micro, pequenas, médias e grandes empresas, estando presente em praticamente todos os estados, tanto no interior como nas regiões metropolitanas. O setor de cerâmica vermelha, por sua vez, responde por cerca de 0,4% do PIB do país, fato este que demonstra sua importância para a economia nacional. Segundo a Associação Nacional da Indústria Cerâmica ANICER (2015), no Brasil existem cerâmicas e olarias, sendo que 63% fabricam tijolos e blocos, 36% telhas e 1% tubos. As fábricas de tijolos e blocos são responsáveis por produzir cerca de 4 bilhões de peças/mês, consumindo aproximadamente toneladas/mês de argila. Já as fábricas produtoras de telhas são responsáveis por produzir mais de 1 bilhão de peças/mês, com um consumo de toneladas/mês de argila. As fábricas de tubos produzem em média cerca de 325,5 km peças/mês. A distribuição da mão de obra ocupada é formada por 293 mil empregos diretos, aproximadamente 900 mil empregos indiretos e um faturamento anual de R$ 18 bilhões (4,8% do faturamento da indústria de construção civil). O Estado do Pará é destaque neste segmento, possuindo o maior arranjo produtivo local (APL) cerâmico industrial do Norte do País (LASTRES ET AL. 2002), localizado no município de São Miguel do Guamá. Com 52 indústrias ceramistas, segundo o Sindicato dos Trabalhadores da Indústria de São Miguel do Guamá (SINTIMIG, 2013), o APL apresenta o volume de 27 milhões de peças mensais entre blocos de vedação, blocos estruturais, bloco de laje e telhas. Emprega em média 42 funcionários por empresa, se tornando a maior economia do município (SEBRAE, 2004). O Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas SEBRAE (2008), com base em um estudo de mercado em âmbito nacional, afirma que esse setor sofre com a falta de planejamento e de controle de processos produtivos, possuindo fortes características artesanais em seus processos produtivos. Essa realidade é comprovada no estudo de Mafra (1999), em que foram identificados os seguintes problemas: falta de planejamento; desperdício de matéria-prima, energia e combustível; desconhecimento de normalização do produto final; inexistência de controle de qualidade e; processo tecnológico arcaico. Segundo Betini (2007), a escala de produção das fábricas oleirocerâmicas do município de São Miguel do Guamá não supre por completo o mercado interno, necessitando este ser suprido com produtos cerâmicos das regiões Nordeste e Centro-Oeste do país. Betini (2007) indica que uma das principais causas é o escasso processo de modernização destas fábricas, dificultando a introdução de processos e produtos competitivos em termos de preço e qualidade diante dos produtos oriundos dos estados do Nordeste e Centro-Oeste. Com o aumento da oferta frente a crescente demanda do Estado do Pará faz-se necessário a preparação desses APLs de forma a aprimorar, a baixo custo, seu processo produtivo frente a sua demanda, ao mesmo tempo em que se exige rapidez na entrega do produto demandado e dentro de padrões de qualidades requeridos. Desta forma, o balanceamento da linha de produção (BLP) emerge como uma importante ferramenta para a obtenção de informações expressivas com vista às melhorias desse setor, tais como: tempo de ciclo; capacidade produtiva; taxa de utilização de recursos; grau de ociosidade de operários; dentre outros. O BLP vem merecendo especial atenção de empreendedores e pesquisadores nos últimos anos, devido ao seu potencial de racionalização em ambientes de manufatura, seja sob uma ótica ampla, em que os benefícios extraídos desta técnica vão em favor da lógica que engloba as organizações de manufatura produção ágil e flexível, seja sob uma visão mais restrita, pois o balanceamento possibilita melhorias. Slack et al. (2009) afirmam que o BLP é de fundamental importância para a empresa não perder eficiência, produtividade e oportunidades de vendas, ou seja, não perder dinheiro. Ao observar a enumeração das etapas tradicionais pode-se perceber que o BLP é algo que demanda tempo. Por isso, para que não seja inviável a prática do balanceamento, é necessário que haja meios de torná-la mais rápida. Sendo assim, essa pesquisa recorre à prática da simulação, pois a não intervenção no sistema real e o encaminhamento de soluções 680 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

45 Balanceamento de Linhas de Produção de uma Empresa de Cerâmica Vermelha de São Miguel do Guamá através de Simulação de Eventos Discretos rápidas são fatores importantes a serem considerados em projetos de melhorias de processo. Das propostas metodológicas para resolver o problema do BLP, o método de simulação tem sido uma crescente. A exemplo disso, temos o fato do crescente número de publicações de trabalho apresentados, cujo tema abordado é sobre métodos de decisão (DRISCOLL E ABDEL-SHAFI, 1985; ROY E ALLCHURCH,1996; MCMULLEN E FRAZIER, 1998; SANTORO E MORAES, 2000; SOUZA ET AL., 2003) Partindo destes princípios, o objetivo central deste artigo foi propor uma alternativa de BLP para uma empresa típica do arranjo oleirocerâmico de São Miguel do Guamá, interior do Estado do Pará, a partir da utilização da simulação de eventos discretos (SED). Utilizouse o estudo de caso como método de pesquisa, incluindo uma adaptação das etapas de desenvolvimento de um modelo de simulação proposto por Chwif (1999) e o software Promodel como ferramenta computacional. Este artigo é produto de um projeto de dissertação pertencente ao Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil PPGEC da Universidade Federal do Pará. 2. Balanceamento de Linhas de Produção Para Davis, Aquilano e Chase (2001), uma linha de produção é constituída de um conjunto de postos de trabalho (estações de trabalho), locados de forma sequencial e interligados por algum meio de transporte, usualmente uma esteira transportadora. Tipicamente, os postos encontram-se dispostos para que os produtos transitem ao longo da linha, sendo neles executadas as operações necessárias em cada posto. Moreira (2011) acrescenta que a linha representa o caso clássico do fluxo de operações em um sistema contínuo, onde o produto (ou parte dele) é dividido em um certo número de operações (ou tarefas) que devem ser distribuídas em postos de trabalho. Sendo o posto de trabalho o espaço ocupado por uma ou mais pessoas nesse fluxo de operações. Scholl (1999) classifica as linhas de produção em três categorias com base nos tipos de produtos a serem manufaturados. Em situações em que há a produção em massa de um único modelo de produto, tem-se o tipo de linha de produção de modelo (produto) único (SALB Single model Assembly Line). A linha de produção mista (MMAL Mixed Model Assembly Line) é o caso em que há vários modelos de um produto básico e estes são manufaturados na mesma linha de produção, sem a necessidade de setup das máquinas (ou com tempo de setup pequeno) entre modelos. Isto acontece quando há grande similaridade entre os modelos e o produto básico. Em situações que existem diferenças significativas nos processos produtivos dos vários modelos, estes são produzidos por lotes para minimizar a ineficiência do tempo setup entre os modelos. Isto é, após finalizar a produção de um lote, realiza-se o setup e inicia-se a produção do lote de outro modelo. Surge aqui o problema de dimensionamento destes lotes, procurando-se um lote de produção mínimo que compense o tempo de setup, maximizando as quantidades produzidas. É o caso da linha de produção múltipla (MUAL Multi-model Assembly Line). Uma vez abordado sobre do que se trata uma linha de produção, introduz-se o conceito de balanceamento de linhas de produção. De acordo com Betts e Mahmoud (1989) e Krajewski e Ritzman (2004), o balanceamento de linha refere-se à alocação de tarefas em estações de trabalho para fazer um produto. Para McMullen e Frazier (1998) essa produção é em subgrupos, sendo que cada subgrupo possui sua própria célula de trabalho. Na opinião de McMullen e Frazier (1998) as abordagens do BLP têm explorado comumente dois objetivos, sendo um objetivo minimizar a quantidade de trabalho exigido na linha dado um tempo de ciclo especificado e o outro objetivo o de minimizar o tempo de ciclo dado um determinado número de trabalhadores. Porém, na concepção de Moreira (2011) e Krajewski e Ritzman (2004), o balanceamento de linha deve a uma dada taxa de produção. Boysen, Fliedner e Scholl (2007) declaram outros objetivos: minimização do número de estações de trabalho, tendo em conta um determinado objetivo de produção planejada para determinado horizonte temporal; minimização do tempo de ciclo para um número de estações fixas, ou seja, maximizar a taxa de produção para um dado número de estações de trabalho; e maximização da taxa de utilização da linha de forma em que as restrições associadas à taxa de produção e/ou número de estações sejam respeitadas. Uma das principais características de uma linha de produção refere-se ao tempo de execução das tarefas. Quando a variação existente entre os tempos de execução de uma determinada tarefa é relativamente pequena, Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

46 Denilson Costa da Silva, Jorge de Araújo Ichihara como em casos em que as tarefas são simples de serem realizadas ou há uma alta automação das estações de trabalho, os tempos de execução das tarefas são considerados determinísticos. Por outro lado, variações consideráveis nos tempos às quais são atribuídas à instabilidade dos trabalhadores em relação à taxa de trabalho e a motivação, assim como a falta de sensibilidade para processos complexos, requer a consideração de tempos estocásticos para a execução das mesmas. Além dos tempos de execução das tarefas, outras características podem ser atribuídas a uma linha de produção (BECKER E SCHOLL, 2003). Boysen, Fliedner e Scholl (2007) destacam a paralelização como ponto característico de uma linha de produção. Trata-se de paralelização quando mais de uma linha a ser balanceada é considerada, quando o número de linhas a serem instaladas constitui parte do problema de decisão, ou quando é considerado o uso de postos paralelos (assim como a sua capacidade é duplicada, as operações a si associadas podem ser desempenhadas alternadamente). É considerada também paralelização quando uma tarefa é executada em mais de um posto, adicionalmente às tarefas que lhe estão associadas (cada posto executa as operações paralelas, alternadamente), ou quando diversas operações são executadas na mesma peça de trabalho, simultaneamente sem que existam perturbações entre elas. Existe a possibilidade de não se considerar qualquer tipo de paralelização. Outra característica, de acordo com Groover (2000), diz respeito ao sistema de transporte, normalmente utilizado para mover o produto ao longo da linha, ao passo que esse se transforma em produto acabado. Do ponto de vista de Merengo, Nava e Pozzetti (1999), os sistemas de transporte utilizados nas linhas de produção podem ser separados em três categorias: transporte contínuo, onde a velocidade da linha é constante; transporte sincronizado, em que o dispositivo transportador movimenta-se em intervalos de tempo prédeterminados e; transporte não sincronizado, no caso do dispositivo transportador se mover de acordo com a velocidade do trabalhador para realizar determinada tarefa. Em função da movimentação de peças de trabalho, têm-se as linhas do tipo paced (tempo regulado), em que um tempo de ciclo limita o tempo de operação do posto. Nesse caso, ou o conteúdo médio de trabalho de cada posto por ciclo em relação ao total de peças de trabalho está limitado pelo tempo de ciclo ou o tempo de ciclo é respeitado segundo uma determinada probabilidade ou proporção. Pode ainda existir o caso em que todos os postos e modelos devem respeitar um tempo de ciclo global ou em que são considerados tempos de ciclo locais, variando estes entrepostos de trabalho e modelo. Pode-se também considerar a existência de linhas unpaced (tempo não regulado), que não se encontram restritas a um tempo de ciclo. Em vez disso, o trabalho avança quando as operações anteriores são concluídas num movimento não sincronizado de peças de trabalho (assim que um posto termina uma operação, a peça de trabalho é movida para o próximo posto ou para um buffer), ou num movimento sincronizado de peças de trabalho em que o mesmo se faz de forma coordenada entre os postos (as peças de trabalho só passam para o posto seguinte quando todas as operações são concluídas em cada um dos postos) (BOYSEN, FLIEDNER E SCHOLL, 2007) Ao analisar a classificação do problema de BLP bem como suas características, pode-se constatar que o problema em estudo é de produção do modelo misto (produção do lote de um produto, setup e produção do lote de outro produto), em linha unpaced (tempo de ciclo não regulado), com estações não paralelas e com restrições de associação cujos objetivos são maximizar tanto a taxa de produção para um dado número de postos de trabalho fixos, quanto a taxa de utilização da linha de forma que as restrições associadas à taxa de produção e/ou número de postos sejam respeitadas. Conforme Becker e Scholl (2006), no problema de balanceamento de linhas de modelos mistos, o tempo de ciclo deixa de existir e passa a ser considerada a média dos tempos de operação em função de uma taxa de produção desejada. 3. Métodos de Simulação de Eventos Discretos para Solução do BLP Para Bateman et al. (2013) um evento discreto corresponde a uma ação ocorrida a um instante no tempo. Sistemicamente, um sistema de evento discreto é um sistema que possui estados discretos, orientados a eventos, isto é, a evolução dos estados depende completamente da ocorrência de eventos discretos ao longo do tempo. A ocorrência desses eventos pode causar mudanças de estado no sistema (CASSANDRAS, 1993; BATEMAN ET AL., 2013). 682 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

47 Balanceamento de Linhas de Produção de uma Empresa de Cerâmica Vermelha de São Miguel do Guamá através de Simulação de Eventos Discretos Ainda em Bateman et al. (2013), tem-se o conceito de estado do sistema, que é um conjunto de variáveis determinísticas ou probabilísticas (estocásticas), sendo responsável por descrever um sistema em determinado instante através da informação contida. Neste tipo de sistema ocorrem mudanças discretas, ou seja, os instantes discretos das mudanças podem ser estabelecidos de forma determinística ou probabilística, dependendo da natureza das entradas do modelo (BATEMAN ET AL., 2013). Cassandras (1993) cita a diferenciação entre dois tipos de sistemas de eventos discretos, os temporais e não temporais. Os sistemas de eventos temporais são caracterizados pelas variáveis de entrada que são especificadas como uma sequência de eventos definidas em um tempo específico. Os sistemas discretos não temporais, por sua vez, são caracterizados pelas variáveis de entrada que são especificadas como uma sequência de eventos sem qualquer informação sobre o tempo em que esses eventos ocorrem, isto é, não há dependência do tempo para a ocorrência de um evento. A simulação de eventos discretos utiliza um modelo computadorizado (lógico / matemático) de um sistema físico com o objetivo de investigar as mudanças de estado em pontos precisos do tempo simulado (BATEMAN ET AL., 2013). Com estes conceitos, entende-se como SED, o método potencial para estudar o sistema que envolve a linha de produção cerâmica vermelha e extrair disso informações precisas e importantes para a tomada de decisão. Driscoll e Abdel-Shafi (1985) apresentam um sistema de apoio a decisão que realiza o balanceamento de linhas de modelo simples e modelo misto, utilizando a heurística do peso posicional e considerando a variabilidade dos tempos de processamento. Os resultados de balanceamento obtidos com a simulação permitiram a avaliação de alguns fatores. São eles: as mudanças na velocidade da linha; estações de trabalhos abertas, ou seja, a possibilidade de os operadores se deslocarem para estações adjacentes e; variações no mix de produção. Além disso, o modelo simulado serviu de auxílio a programação da produção, em que os autores avaliaram a capacidade produtiva ao prazo de 5 anos. Roy e Allchurch (1996) desenvolveram um sistema de balanceamento baseado no conhecimento do engenheiro industrial em produto e processo. O método é baseado na divisão das tarefas em várias categorias de acordo com sua importância considerando restrições de zona de incompatibilidade e propõe melhorar o balanceamento da linha ao nível da utilização dos operadores através de trocas e transferências de tarefas. O modelo foi aplicado na indústria automobilística e resultou em uma taxa de utilização dos operadores de 92%. McMullen e Frazier (1998) apresentaram um método chamado Análise Envoltória de Dados, que inclui o uso de 23 soluções heurísticas para fins de comparação de resultados diferentes de balanceamento de linhas e sendo aplicável em modelo simples e em modelo misto, e possibilita a formação de postos paralelos e com adoção de tempos estocásticos. As 23 soluções foram usadas no estudo de 7 problemas relacionados ao ciclo de produção. Os resultados permitiram aos autores avaliarem algumas medidas de desempenho da linha, tais como: o tempo médio de fluxo; o número de unidades produzidas; o custo médio unitário da mão de obra; a utilização do sistema e os tempos de ciclo obtidos. Santoro e Moraes (2000) estudaram uma nova linha de montagem de motores da Ford do Brasil. O sistema foi desenvolvido em um simulador comercial e com os resultados, pôdese avaliar a capacidade de produção de motores por dia e o tempo de fluxo a partir da variabilidade de operações manuais e o fator de disponibilidade. O estudo de operações manuais também possibilitou a análise da interação homem-máquina em condições dinâmicas e probabilísticas. Além disso, o modelo permitiu otimizar o número de pallets. Com a consideração do tempo de ciclo médio de teste, o sistema global apresentou uma eficiência de aproximadamente 98%. Souza et al. (2003) analisaram a necessidade e alocação de mão de obra também no setor automobilístico, considerando diferentes configurações de cenários, em função do número de montadores, do arranjo dos montadores na linha, da forma de trabalho dos montadores, da utilização das relações de paralelismo entre as atividades e da forma de entrada dos motores na linha. Os resultados forneceram informações úteis à programação da produção, tais como: taxa média de ocupação em função do número de montadores; a quantidade de motores em função do número de dia para atender tanto à demanda da linha como ao estoque. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

48 Denilson Costa da Silva, Jorge de Araújo Ichihara 4. Metodologia 4.1. Abordagem A abordagem da pesquisa adotada caracterizou-se como quantitativa, uma vez que os autores utilizaram relações entre as variáveis determinísticas e probabilísticas, visando à precisão e controle sobre o sistema explorado (MARCONI E LAKATOS, 2010) Estratégia A estratégia de pesquisa utilizada foi o estudo de caso. Entende-se este como apropriado quando se quer compreender em profundidade, fenômenos contemporâneos a fim de lidar com as condições contextuais do fenômeno a ser investigado (YIN, 2005). Ainda em Yin (2005), este método utiliza observação direta e uma série sistemática de entrevista, além de envolver uma ampla variedade de evidências obtidas a partir de documentos, artefatos, entrevistas e observações. Neste sentido, o estudo de caso é adequado e justificável, uma vez que a indústria cerâmica de São Miguel do Guamá dispõe de poucos dados úteis à pesquisa. A seleção da empresa objeto do estudo obedeceu o critério da representatividade e da disponibilidade em atender aos anseios da pesquisa. O estudo de campo foi executado pelos autores. Os meios de obtenção de informações foram por observação direta da linha de produção e entrevistas não estruturadas com o gerente de produção da empresa, o encarregado da produção, a auxiliar de escritório e mais alguns operários. As entrevistas livres possibilitaram extrair um volume maior de informações, de maneira a compor as várias hipóteses de trabalho e obter as suas confirmações ou negações. Tais entrevistas foram realizadas presencialmente na maior parte dos casos, embora em situações esporádicas e específicas tenha havido o uso de telefone e e- mail. Fez parte da estratégia de pesquisa a escolha da sistemática que envolve o universo da modelagem e SED. Sistemática esta que direcionou as ações da pesquisa até o alcance de seu objetivo principal. Com a compreensão da dinâmica envolvida na linha de produção, foi constatada a necessidade de realização de estudo de caracterização da mesma, pois é relevante levantar quanto: o tipo de produto a ser manufaturado (BECKER E SCHOLL, 2006); o fator tempo, a adoção de tempos determinísticos e/ou estocásticos para a movimentação das peças (BECKER E SCHOLL, 2003); quanto ao tempo de movimentação das peças é regulado ou não regulado (BOYSEN, FLIEDNER E SCHOLL, 2007); quanto ao sistema de transporte utilizado para mover o produto ao longo da linha (MERENGO, NAVA E POZZETTI, 1999); (GROOVER, 2000). A sistemática proposta por Chwif (1999) (Figura 1) foi escolhida para o direcionamento do estudo de simulação. Ressaltando que tal escolha não seguiu critérios para seleção, pois ao confrontá-la com as metodologias sugeridas por Law e Kelton (2000), Harrel et al. (2002) e Banks (2000), constatou-se que estas possuem etapas semelhantes de trabalho embora com denominações diferentes. Figura 1: Sistemática de modelagem e simulação Fonte: ADAPTADO DE CHWIF, Na etapa denominada de Concepção, procedeu-se inicialmente com o estudo de caracterização da linha de produção para então definir o sistema a ser modelado e simulado. A partir disso, foram coletados os dados de entrada seguido do tratamento dos mesmos. Dando sequência, fez-se uma abstração do modelo para então resultar num modelo conceitual. Na etapa Implementação do modelo, realizou-se a construção do modelo computacional explorando um software de simulação comercial. No caso deste artigo, foi utilizado o Promodel. O modelo computacional foi comparado frente ao modelo conceitual, objetivando avaliar se o modelo computacional estava condizente com o sistema real. Durante este procedimento foram realizadas validações (relativo ao modelo computacional frente ao sistema real) e verificações (relativo ao comportamento do modelo no computador). Por fim, a etapa de Análise voltou-se para a construção do modelo experimental. Foram realizadas várias rodadas no simulador. Em alguns casos, procedeu-se ajustes no modelo, 684 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

49 Balanceamento de Linhas de Produção de uma Empresa de Cerâmica Vermelha de São Miguel do Guamá através de Simulação de Eventos Discretos seguido de novo teste e registro das informações. Após as análises dos resultados, foram registradas conclusões e recomendações a respeito da linha de produção Definição das Fontes A definição das fontes da pesquisa contemplou a formação da base de conhecimento para atingir o objetivo. Nessa ótica, procurou-se reunir e analisar a base teórica de BLP e SED. A capacitação dos autores com relação ao software Promodel também integra essa etapa. Além disso, considerou-se como fontes de informações: dados históricos da empresa, opiniões dos envolvidos no processo; opiniões de especialistas; dados disponibilizados por entidades do setor (SEBRAE, ANICER, SINTIMIG) Espaço Amostral As amostras foram selecionadas por critérios determinísticos, probabilísticos, tipicidade, representatividade e disponibilidade em número adequado. Toda amostra ou seleção das unidades de análise a ser investigadas obedece a certos limites, assim, o número de sujeitos foi definido por dois critérios básicos: (i) o tamanho do corpus de análise, que se muito grande inviabilizaria a análise; (ii) quando as respostas já não acrescentavam informações novas ou interessantes. O estudo foi realizado em uma única empresa do Arranjo Produtivo Local de São Miguel do Guamá, a qual possui sistema produtivo considerado representativo das empresas desse APL. A empresa objeto de estudo desempenha atividade industrial de produção de minerais não metálicos e atua no segmento de produtos cerâmicos de vedação para construção civil. Foi fundada em 1995 e ao longo desses anos vem desempenhando atividades visando o desenvolvimento local, através da adoção de políticas voltadas para a preservação ambiental, como o programa de créditos de carbono bem como a adoção de parcerias com as universidades da região servindo de campo de pesquisa. Atualmente, a empresa conta com 53 funcionários, sendo que 2 deles trabalham no escritório, 7 dedicados aos serviços gerais e 44 funcionários ligados diretamente na produção. Produz blocos de vedação (tijolo) para alvenaria, sendo 04 tipos: 9x14x19 tijolo 6 furos; 9x19x19 tijolo 8 furos; 9x19x29 tijolo 8 furos e; o tijolo 11x23x23 tijolo 8 furos. Atende o mercado da Capital do estado, Belém e da região nordeste do Pará. Sendo suas vendas direcionadas para empresas construtoras, para lojas de materiais de construção e consumidores de pequenas quantidades Coleta, Análise e Tratamento de Dados Na coleta de dados foram utilizadas técnicas de cronoanálise e entrevistas não estruturadas. Além disso, fez-se análise de documentos e pesquisa bibliográficas. Após o término do levantamento de dados, procedeu-se a tabulação e a análise dos mesmos. A fim de maximizar a confiabilidade dos dados, foram utilizadas formulações no Excel, bem como estudo inferencial estatístico no software Stat:fit. Este refere-se a um aplicativo do Promodel. 5. Resultados 5.1. Estudo de Caracterização, Definição do Sistema e Modelo Conceitual O processo produtivo cerâmico possui caracteres amplamente difundidos, conforme constam nos trabalhos de Macke (1999) e Medeiros (2006). Mesmo assim, fez-se necessário estudar as características da linha de produção a fim de diagnosticar a natureza dos sistemas, as variáveis componentes de cada sistema e estabelecer o escopo para modelagem conceitual e, consequentemente, computacional. A fábrica possui arranjo físico por produto, isto é, todos os elementos cerâmicos passam pela mesma sequência de operações não possuindo assim rotas alternativas. Ao analisar a classificação de Scholl (1999), percebe-se que a linha de produção em questão é do tipo modelo misto. A mesma origina um único produto (tijolo), sendo que este produto possui 04 tipos de modelos, diferenciado pelas suas dimensões (9x14x19, 9x19x19, 9x19x29 e 11x23x23) e com tempo de setup (troca da boquilha da extrusora) relativamente pequeno. A referida linha possui 04 etapas em seu processo de produção, são elas: (i) preparação da massa; (ii) extrusão; (iii) secagem; (iv) sinterização. O Quadro 01 apresenta os processos e suas respectivas descrições. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

50 Denilson Costa da Silva, Jorge de Araújo Ichihara Quadro 1 Processos de manufatura cerâmica. (Fonte: Autor, 2015) I Preparação da massa A empresa realiza o destorroamento e a moagem da argila para posterior beneficiamento da mesma (homogeneização no misturador e adensamento no laminador). II Extrusão III Secagem A massa plástica é compactada na extrusora (maromba) a partir da alta pressão em uma câmara a vácuo contra um molde chamado boquilha, onde a massa ganha o número de furos desejado. Posteriormente, a massa moldada passa pelo corte automatizado. Neste, existe um comando elétrico com temporizador, no qual regula os cortes dos elementos cerâmicos. A cortadora também possui escoras laterais que tem a função de definir o formato da peça quanto à largura e também possui uns finos cabos de aço que tem a função de cortar a peça na dimensão desejada quanto ao comprimento. A empresa realiza secagem em uma estufa estruturada por exaustores conectados ao forno paulista, o que proporciona o reaproveitamento do ar quente oriundo destes fornos. O secador também é estruturado por trilhos que permite o transporte dos vagonetes carregadas em seu interior. Existem ainda dispositivos de controle de temperatura interna, umidade e distribuição do ar quente. IV Sinterização (queima) Fonte: Os autores, A empresa possui 2 tipos de fornos: um forno semicontínuo, denominado forno Hoffmann e o forno do tipo túnel, denominado forno Paulista. O forno Hoffmann possui 72 linhas, sendo que cada linha possui capacidade de tijolos. Este forno utiliza como combustível, a lenha. Por outro lado, tem-se 3 fornos paulistas, sendo que cada forno possui duas câmaras e cada câmara tem capacidade de tijolos. Esse tipo de forno possui um fluxo produtivo contínuo e ritmado e apresenta pouca variabilidade no tempo de queima. Após observação, pode-se fazer o seguinte diagnóstico: A etapa (i) preparação da massa possui caracteres contínuos. Por sua vez, (ii) extrusão, (iii) secagem e (iv) sinterização possuem caracteres discretos, sendo (ii) portadora de variável estocástica e (iii) e (iv), com variáveis determinísticas. Portanto, o sistema modelado abrangeu a etapa de extrusão, secagem e sinterização. O escopo do modelo envolveu desde a saída do bloco da extrusora até a etapa de carregamento do caminhão para expedição. Como detalhamento, o modelo considerou somente os recursos que integram as 03 etapas citadas, tais como: operadores; máquinas e dispositivos de transportes. As entidades, aquelas processadas ao longo da linha são: o tijolo 9x14x19 (tijolo 6 furos) e o tijolo 9x19x29 (tijolo 8 furos). Nas Tabelas 1 e 2, têm-se as relações de indicadores, variáveis e os extratos estatísticos das variáveis, respectivamente. Tabela 1 Indicadores e variáveis de entrada e de saída. Indicadores Variáveis de Entrada Variáveis de Saída Intervalo de chegadas de tijolos na esteira Quantidade de tijolos 6F extrudados Taxa de produção Intervalo de chegadas de tijolos na vagonete Quantidade de tijolos 8F extrudados da linha Tempo de retirada do tijolo da esteira Quantidade de tijolos 6F enfornados Tempo de depósito do tijolo na vagonete Quantidade de tijolos 8F enfornados Tempo de retirada do tijolo da vagonete Quantidade de tijolos 6F desenfornados Tempo de depósito do tijolo no carrinho de mão Quantidade de tijolos 8F desenfornados Tempo de retirada do tijolo do carrinho de mão Tempo de processamento Taxa de utilização Tempo de depósito do tijolo no caminhão dos recursos Tempo de secagem Tempo do ciclo de queima do forno Hoffmann Tempo do ciclo de queima do forno Paulista Intervalo entre paradas da extrusora Tempo de parada para manutenção da extrusora Tempo de setup da extrusora Fonte: Os autores, Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

51 Balanceamento de Linhas de Produção de uma Empresa de Cerâmica Vermelha de São Miguel do Guamá através de Simulação de Eventos Discretos Tabela 2 Distribuições de probabilidade obtidas. Variáveis de Entrada Média Distribuição Expressão Intervalo de chegadas de tijolos na esteira 0,024 Normal N(2.46e-002, 3.29e-003) Intervalo de chegadas de tijolos na vagonete 0,043 Erlang ER(4.28e-002, 134) Tempo de retirada do tijolo da esteira 0,0026 Erlang ER(2.56e003, 22.) Tempo de depósito do tijolo na vagonete 0,004 Erlang ER(3.54e-003, 29.) Tempo de retirada do tijolo da vagonete 0,0026 Erlang ER(2.56e003, 22.) Tempo de depósito do tijolo no carrinho de mão 0,004 Erlang ER(3.54e-003, 29.) Tempo de retirada do tijolo do carrinho de mão 0,0026 Erlang ER(2.56e003, 22.) Tempo de depósito do tijolo no caminhão 0,004 Erlang ER(3.54e-003, 29.) Tempo de secagem 2760,7 * * Tempo do ciclo de queima do forno Hoffmann 744 * * Tempo do ciclo de queima do forno Paulista 1824 * * Intervalo entre paradas da extrusora 36,2 Weibull 20.+W(2.32, 18.) Tempo de parada para manutenção da extrusora 8 Weibull 3.+W(1.37, 9.) Tempo de Setup da extrusora 36,58 Gama 29.+G(2.98, 2.42) Fonte: Os autores, Este estudo estatístico possibilitou analisar o comportamento dos dados e a partir de então, serem inseridos no modelo computacional a fim de representar o real comportamento do sistema estudado. O modelo conceitual (Figura 2) foi construído com base no método IDEF-SIM proposto por Leal et al. (2008). Neste modelo agregaram-se características relativas à linha de produção a uma linguagem de simulação. Com esta modelagem, obtiveram-se algumas informações importantes do funcionamento do sistema que facilitaram a construção do modelo computacional. Neste modelo conceitual, as setas duplamente riscadas significam entradas do sistema. A entidade E1 e E2 representam a entrada do tijolo 6F e 8F, respectivamente. Essas entidades são seguidas pela junção X, que indica que somente uma das entidades pode estar em processo. Após a entidade passar pela extrusora em F1, a mesma percorre a esteira em F2. A existência da junção X indica que as entidades são carregadas tanto pelos operadores Op2 e Op3 em F3 (carga de vagonete 1), pelos Op4 e Op5 em F4 (carga de vagonete 2) como pelos operadores Op6 e Op7 na função F5 (carga de vagonete 2). O carregamento das vagonetes ocorre da seguinte maneira: tanto em F4 como em F5 há o preenchimento de metade da capacidade da vagonete, sendo que a outra metade é preenchida em F3. A regra de prioridade indica que a adição ocorrerá com quem estiver mais próximo de F3. Passada estas etapas, a entidade assume a forma de E3 (vagonete carregada). Esta então é transportada ao secador F6 com o auxílio dos recursos Op8, Op9 e mais a Balsa1. Em situações que o secador atingir sua capacidade, a mesma entidade é transportada a reserva do secador E7 e fica em espera até o secador ficar disponível. Após o regime de secagem, E3 é transportada pelos recursos Op10 e mais a balsa 2 até a área de descarga de vagonete F8. Vale destacar, que em F8 começa o ciclo da enforna. Nesta etapa a entidade volta a forma de E1 ou E2. A entidade em F8 é descarregada por 8 recursos (Op11, 12, 13, 14,15, 16, 17 e Op18) e carregadas no recurso carrinho de mão (cada operador utiliza um carrinho de mão), estas são transportadas até as câmaras dos fornos. A existência da junção & indica as 2 destinações diferentes dadas a entidade, sendo o seguinte: os operadores Op11, 12 e Op13 transportam as entidades até as câmaras paulistas (F9, F10, F11, F12, F13 e F14) e as descarregam das referidas câmaras e; os operadores Op14, 15, 16, 17 e Op18, transportam até as câmaras do forno Hoffmann (F15, F16, 17, F18, F19, F20, F21, F22, F23 e F24) seguindo de descarregamento. A existência das junções X antes dos 2 tipos de câmaras indicam a forma alternada do transporte da entidade. As atividades da etapa de desenforna são semelhantes a enforna. Os operadores Op19, 20, 21, 22, 23 e Op24 carregam seus respectivos carrinhos de mão com a entidade e as transportam para o caminhão, este último representado pela função F25. A partir de então, tem-se a bola preenchida que representa o fim do sistema. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez

52 Denilson Costa da Silva, Jorge de Araújo Ichihara Figura 2 Modelo conceitual. Fonte: Os autores, A validação do modelo conceitual foi realizada através da consulta a um especialista. A escolha de tal especialista foi condicionada a sua experiência dentro das fábricas cerâmicas de São Miguel do Guamá, atuação esta que resultou em uma dissertação de mestrado (NEGRÃO 2009). Ocorreu uma reunião semiestruturada com o especialista, onde se fez uma breve apresentação da simbologia utilizada pela técnica IDEF-SIM e, posteriormente, fez-se a leitura detalhada do modelo conceitual, explicando cada etapa do mesmo para que o avaliador entendesse todos os detalhes da técnica e para que também pudesse associar cada etapa com a realidade. Após a leitura, o especialista considerou que o modelo conceitual representava fielmente o funcionamento do sistema estudado. Portanto, o modelo conceitual foi validado Modelo Computacional, Verificação e Validação A Figura 3, apresenta a interface do modelo computacional. Para a sua construção foi explorado o software Promodel versão 8.6. Este foi modelado obedecendo à lógica descrita no modelo conceitual. Nesta etapa foram utilizados os seguintes elementos que compõem 688 Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez. 2016

53 Balanceamento de Linhas de Produção de uma Empresa de Cerâmica Vermelha de São Miguel do Guamá através de Simulação de Eventos Discretos o software: locais; entidades; recursos; redes de caminho; chegadas; variáveis; atributos; macros; turnos e processos. A modelagem iniciou de forma simples até o mais complexo e, à medida que os autores introduziam informações, procedia-se tanto com a depuração dos erros de sintaxe e lógicas existentes no modelo, como o acionamento do recurso de animação gráfica do Promodel, buscando assim, avaliar o fluxo das entidades e dos recursos indicados no roteiro de operações. Figura 3 Modelo computacional. Fonte: os autores, Com relação a etapa de verificação, testou-se a sensibilidade do modelo (análise de sensibilidade). Tendo como referência N(2.46) como o dado de entrada do intervalo de chegadas de tijolos na esteira e as saídas da desenforna de de tijolos 6F produzidos e do tipo tijolo 8F. Os autores efetuaram pequenas alterações nos dados de entrada, a saber: N(2.45) e; N(2.47). E após uma replicação para cada mudança verificou que os dados de saída também tiveram sensíveis modificações. Posteriormente, foram realizadas modificações acentuadas no intervalo de chegadas do modelo: N(2.0) e; N(3.0). E após as devidas replicações, constatou-se que os resultados também sofreram modificações acentuadas. Nas duas situações, observou-se que para cada dado de entrada gerava-se uma saída inversamente proporcional. A respeito da validação, comparou-se a taxa de produção real da empresa com a taxa de produção simulada. Os quantitativos de produtos acabados em cada mês foram tabulados, onde o quociente entre o produto acabado e o número de dias trabalhados em um mês (26 dias), possibilitou a obtenção da TPD para os 2 tipos de tijolos de cada mês. A taxa de produção simulada, tijolos por dia, correspondente a TPD da linha, foi obtida a partir da média entre as taxas de produção diária de cada mês. Confrontando com o sistema real, com uma taxa de produção de tijolos por dia, esta apresentou inferioridade com relação a taxa de produção simulada, sendo que as mesmas apresentaram uma diferença de 2,9%, valor considerado aceitável. As Tabelas 3 e 4 mostram os resultados de verificação e validação, respectivamente. Revista Eletrônica Produção & Engenharia, v. 8, n. 1, p , Jul./Dez