METODOLOGIA PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA DE PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO COM CAPACIDADE FINITA EM EMPRESAS PRESTADORAS DE SERVIÇOS

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1 METODOLOGIA PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA DE PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO COM CAPACIDADE FINITA EM EMPRESAS PRESTADORAS DE SERVIÇOS Izabel Cristina Zattar Carlos Maurício Sacchelli, M. Eng. Instituto Superior de Tecnologia IST - sacchelli@sociesc.com.br Rua Albano Schmidt Cep Joinville SC Fone: (47) Abstract: In the two last decades, a quiet revolution is going on in the industry of goods and services in the whole world, a change in the profile of the production, starts to substitute Ford production model for a more flexible system to take care of the specific necessities. The new consuming market demands that areas of manufacture of good and jobs are flexible and trustworthy; it works according to a pre-established schedule and has quality in its new products. The reality makes the search for new tools for the production planning and control vital for producing companies of good or lenders of jobs keep the position in the market and conquer new customers. This work approaches the methodology of implantation of a system with finite capacity schedule to assist in the programming of the production in a job company. Also the methodology of implantation suggested in a small company of heat treatment is presented like a case study. Keywords: Finite capacity schedule, production planning, heat treatment. Resumo: Nas duas últimas décadas, uma revolução silenciosa vem ocorrendo na indústria de bens e serviços em todo o mundo, uma mudança no perfil da produção, que passa a substituir o modelo Ford de produção em massa por um sistema mais flexível para atender às necessidades específicas. O novo mercado consumidor exige que, cada vez mais, as áreas de manufatura de bens e ou serviços sejam flexíveis e confiáveis, atuem dentro dos prazos pré-estabelecidos e possuam qualidade em seus produtos.esta nova realidade faz com que a busca por novas ferramentas para o planejamento e controle da produção seja vital para que empresas produtoras de bens ou prestadoras de serviços mantenham suas posições no mercado e conquistem novos clientes. Este trabalho tem como objetivo sugerir uma metodologia de implantação de um sistema com capacidade finita para auxiliar na programação da produção em uma empresa de serviços, em seguida é apresentado um estudo de caso utilizando a metodologia de implantação sugerida em uma pequena empresa prestadora de serviços de tratamento térmico. Palavras Chaves: Programação com capacidade finita, programação da produção, tratamento térmico. 1- Sistemas de programação da produção com capacidade finita Programação com capacidade finita é o processo de criar uma seqüência de operações, relativas a um conjunto de ordens de produção, com um número limitado de ENEGEP 2002 ABEPRO 1

2 recursos. Cada ordem é constituída de uma ou mais operações que devem ser executadas em uma seqüência específica, usando um conjunto de recursos (postos operacionais). Conforme citado por Côrrea, Gianese e Caon (2001, p.388)...os sistemas de programação da produção com capacidade finita tem vocação para tratar de problemas complexos de alocação e programação detalhada da produção, principalmente em sistemas produtivos com as seguintes características : Cujo principal recurso limitante seja a capacidade produtiva; Que tenham roteiros complexos e não repetitivos; Que tenham as chamadas matrizes de setup; Que necessitem de overlapping (sobreposição de ordens) e split (divisão de ordens); Que tenham os tempos como critério competitivo; Que tenham problemas complexos de alocação de recursos como diferentes combinações de recursos para a produção de um mesmo serviço. Tendo sido detectado este perfil em uma empresa fornecedora de bens ou serviços e verificando-se que estrategicamente um sistema com capacidade finita atenderá as premissas básicas de: reduzir prazos de entrega, baixar custos (através do melhor controle da mão de obra ociosa e utilização de postos operativos) e melhorar o controle dos tempos envolvidos na operação, deve-se partir para o estágio seguinte que é a escolha de um sistema.vários fatores além do econômico devem ser considerados na escolha do sistema a ser empregado, conforme Côrrea, Gianese e Caon (2001, p.348),...o alinhamento deste sistema ao sistema definido conceitualmente pela empresa, a verificação da forma como o mesmo aborda particularidades relevantes da empresa, a avaliação da capacitação e confiabilidade do fornecedor, bem como eventuais restrições internas. Em geral os sistemas com capacidade finita obedecem aos seguintes critérios de classificação: método de solução do problema, grau de interação com o usuário e suporte às ações do planejamento. 2 - Metodologia sugerida Partindo da premissa que a empresa já possua um PCP estruturado e em funcionamento, a necessidade de um planejamento fino, próximo ao chão de fábrica, é mais facilmente detectada. Como normalmente investimentos devem ser justificados e tendo em vista que nem sempre as empresas sabem exatamente com o que estão lidando ou nem sempre possuem expectativas realistas em relação ao que um sistema com capacidade finita pode ou não auxiliá-las, a implantação foi dividida em duas fases. Na primeira fase as etapas 1, 2 e 3 são padrão para a implantação de qualquer novo sistema, seja de programação da produção ou não. Já as etapas 4 e 5 visam determinar o estágio atual do PCP, e quais as razões que levaram a busca de um planejamento fino da produção. Finalmente a etapa 6 é a mais importante na primeira etapa de implantação, uma discussão franca sobre as reais expectativas da empresa em relação ao novo sistema e é o fator determinante para se continuar ou não na solução proposta de implantação. O inicio da segunda fase nos leva a realizar uma pesquisa de mercado em busca do sistema que melhor se adequa a necessidade da empresa, é importante definir se o sistema com capacidade finita irá trabalhar em modo stand alone, ou seja, sem interface com um banco de dados, fazendo a programação de modo manual ou se esta interface será feita a fim de executar a programação de modo automático. O maior fator de decisão neste caso, é o número de ordens que a produção recebe por dia. A partir desta definição segue para a etapa 8 que deverá ser a integração do sistema de PCP e do sistema escolhido e a inserção dos dados de fabricação e processo (etapa 9). Na seqüência a etapa 10 diz respeito às regras de seqüênciamento disponíveis no sistema e qual a regra ou regras que melhor irão se adequar ao tipo de produção, tendo em vista quais as prioridades que devem ser atendidas. A fase ENEGEP 2002 ABEPRO 2

3 de testes, etapa 11, pode ou não ser executada em paralelo com a produção. Este passo definirá se o software já esta pronto ou não para ser implantado (etapa 12) ou se serão necessários novos ajustes no mesmo. A figura 01 apresenta as fases de implantação de um sistema com capacidade finita para programação da produção Início Início da 2 Fase 1. Formação da Equipe de Trabalho 7. Escolha do Sistema 2. Comprometimento dos Envolvidos 8. Forma de Integração do Software 3. Nivelamento da Equipe de Trabalho 4. Levantamento das Características atuais do PCP 5. Levantamento dos Problemas atuais do PCP 9. Inserção de Dados de Fabricação do Processo 10. Regras de Seqüenciamento e inserção de variáveis do processo 6. Brainstorming 11. Fase de Testes Busca nova solução Não Novo sistema irá atender as necessidades? Sim Necessita ajustes? Não Sim 12. Implantação do Sistema Segue para Segunda Fase Figura 1 - Etapas de implantação de um sistema com capacidade finita para programação da produção. As etapas necessárias para a implantação da metodologia são descritas de modo mais detalhado a seguir. Etapa 1- Formação da equipe de trabalho: Ao iniciar um trabalho de implantação de qualquer tipo de sistema é preciso levar em consideração que a equipe escolhida, além de ser comprovadamente a mais competente, também deverá possuir tempo disponível para a execução do projeto e para isto as outras tarefas deverão ser redirecionadas. Deve ser formada por pelo menos um profissional de PCP e um técnico de sistemas, além de contar com a colaboração dos profissionais da área a ser implantado o software. Etapa 2- Comprometimento dos envolvidos: Outro aspecto dos mais intangíveis e mais comprometedores para o sucesso ou fracasso de qualquer projeto em qualquer área de atuação é o comprometimento da equipe com o trabalho a ser executado, e este não deve partir somente da equipe envolvida, mas também da gerência e direção. Fim ENEGEP 2002 ABEPRO 3

4 Etapa 3- Nivelamento da equipe de trabalho: Para dar inicio aos trabalhos, há necessidade de um nivelamento do conhecimento, é preciso que as pessoas envolvidas no processo falem a mesma linguagem a fim de evitar mal entendidos ou gerar falsas expectativas.entre os fatores de nivelamento de conhecimento podem ser citados: tipos produtivos, diferenças entre sistemas de capacidade finita e infinita, conhecimento do ciclo produtivo, metas a serem alcançadas e atual estágio do PCP da empresa. Etapa 4- Levantamento das características atuais do PCP: Várias perguntas devem ser feitas neste passo de implantação, entre elas: Todos os processos estão cadastrados no atual sistema de PCP? Existem processos especiais? Todas as máquinas estão cadastradas? Os turnos de produção já estão definidos e cadastrados para cada posto operativo? Existem matrizes de setup? Qual é o tipo de manufatura a ser atendido, bens ou serviços? Quais são as atuais prioridades para a entrada de uma ordem na produção? Estas variáveis e todas mais que se julgarem necessárias para o delineamento do atual PCP devem ser feitas e devidamente registradas para uso posterior. Etapa 5- Levantamento dos problemas atuais do PCP: O nível de complexidade da programação de produção depende de vários fatores. Segundo Côrrea, Gianese e Caon (2001, p. 324), em termos de ordens os principais problemas são: as ordens de produção apresentam datas de entrega diferentes, cada ordem está em um estado diferente de realização, as ordens podem apresentar tempos de setup diferenciados, cada ordem pode ter roteiros alternativos, prioridades por cliente variam, reprogramações freqüentes que podem ser devidas à prazos de entrega, gargalos em recursos produtivos e outros fatores inesperados. Já em termos de recursos produtivos, os autores apresentam como principais fatores de aumento da complexidade de programação: máquinas quebram, manutenção, ferramentas indisponíveis no momento programado e falta de funcionários. E por último os fatores relacionados a operações: problemas de qualidade, tempo de perecibillidade, restrições a tamanho de lotes, tempo de pós-produção (cura, secagem, resfriamento, etc...) e operações em paralelo. Etapa 6- Brainstorming: Tendo em mãos todos os dados que traçam o atual perfil do PCP da empresa e seus problemas, chega à hora da equipe, gerência e direção discutirem quais são os problemas que devem ser combatidos primeiramente. Poderão ser aqueles que resultam em maior prejuízo para a empresa ou os quais resultaram em lucros maiores ou mais imediatos ao serem contornados. Este passo é vital para a continuidade do processo de implantação do sistema de programação da produção com capacidade finita, em razão disto, a importância da participação de todos os níveis hierárquicos envolvidos. A análise deve ter uma resposta simples e clara, se o novo sistema com capacidade finita irá atender as necessidades atuais de melhoria do PCP, se a resposta for positiva, a direção sinalizará com o prosseguimento do projeto. Em caso contrário, outras soluções deveram ser buscadas pela equipe de implantação. Etapa 7- Escolha do sistema de programação da produção com capacidade finita: Os sistemas de capacidade finita não apresentam um desenho básico predominante uma vez que existem conceitos diferentes na sua concepção, a tabela 1 traz um resumo da classificação dos sistemas de programação da produção com capacidade finita. Classificação dos Sistemas de Segundo o método de solução do problema Baseados em regras de liberação; Matemáticos otimizantes; Matemáticos heurísticos; Sistemas especialistas puros; Apoiados em redes neurais. ENEGEP 2002 ABEPRO 4

5 Programação da Produção com Capacidade Finita Segundo o grau de interação com o usuário Segundo o suporte às funções do planejamento da produção Sistemas abertos; Sistemas semi-abertos; Sistemas fechados; Sistemas semi-fechados. Plano mestre de produção; Programação da produção; Gestão dos materiais integrada a capacidade; Controle de produção. Tabela 1 - Classificação dos sistemas de programação da produção com capacidade finita. Além do fator econômico devem ser considerados na escolha do sistema a ser empregado, conforme Côrrea, Gianese e Caon (2001, p.348),... o alinhamento deste sistema ao sistema definido conceitualmente pela empresa, a verificação da forma como o mesmo aborda particularidades relevantes da empresa, a avaliação da capacitação e confiabilidade do fornecedor, bem como eventuais restrições internas. Etapa 8- Integração do sistema de programação da produção com capacidade finita ao sistema de gestão existente: Um sistema de programação da produção com capacidade finita é, muitas vezes, um substituto ao que originalmente seria o módulo de SFC, Shop Floor Control, - Controle de chão de fábrica de um sistema MRP II. Analisando neste contexto a não integração do sistema com capacidade finita ao sistema de gestão da produção pode gerar sérios problemas, entre outros podemos citar: duplicação de informações, aumento da mão de obra especializada, esquecimento de ordens de serviço, entradas de ordens de serviço em tempo não real e necessidade de hardware dedicado. Etapas 09 e 10- Regras de seqüênciamento e inserção das variaveis do processo: Nesta fase já devem ser conhecidas todas as etapas do processo suas variáveis e restrições de qualquer natureza. Agora será feita a introdução destas restrições e variáveis para que o sistema possa de maneira autônoma ou não, escolher entre as regras de seqüênciamento disponíveis que melhor se adaptem ao PCP da empresa. Caso esta regra não esteja disponível é possível criá-la especificamente para cada sistema produtivo através de um sistema de arquitetura aberta ou semi-aberta. Etapa 11 - Fase de testes: Normalmente o teste global de um sistema esta dividido em três fases importantes, a simulação, a execução e os resultados, Ballestero-Alvarez (2000, p.110). A fase de simulação entra com dados especialmente criados para o sistema, são dados que podem ou não refletir a realidade operacional da empresa. Já a fase de execução é feita com base em dados reais, iniciando-se com menor freqüência diária e aumentado-se gradativamente até refletir a totalidade de operações. Por último, porém não menos importante, a fase de resultados onde é feita a comparação entre os dados gerados na fase de execução e os reais fornecidos pela empresa, de modo que com esta verificação possam ser quantificados os problemas e os ajustes necessários. Etapa 12- Implantação do sistema: Existem três formas padrão para a implantação de um novo sistema em uma produção, independentemente de qual será sua utilização, Ballestero-Alvarez (2000, p.116),... a mudança imediata, abandona-se o processo anterior e o novo sistema inicia suas operações, processamento em paralelo, os dois sistemas funcionam simultaneamente e modular, o sistema é dividido em módulos e cada um deles é executado primeiro em paralelo, testando todas as divergências e só então o antigo é abandonado. ENEGEP 2002 ABEPRO 5

6 3 Estudo de caso: Empresa de Tratamento Térmico A empresa de Tratamento Térmico estudada oferece atualmente 16 tipos de tratamentos, entre térmicos e termoquímicos e é composto por 18 fornos, 3 câmaras de préaquecimento e 01 tanque de resfriamento. Trabalham atualmente no departamento 20 funcionários, sendo que 13 estão no chão de fábrica em contato direto com o processo, 03 são apontadores encarregados de dar entrada e baixa nas ordens de serviços além do contato direto com o público e 04 estão em algum nível de chefia. O departamento tem capacidade instalada para tratar aproximadamente 60 toneladas/mês e um índice de retrabalho abaixo de 1%, recebe em média 120 ordens de serviço por dia. 4 Aplicação da metodologia O levantamento atual da estrutura de PCP gerou um pouco mais de trabalho do que o normalmente esperado na implantação de um sistema deste porte. A empresa não possui um PCP formal e também não havia fluxogramas de processo. Estavam disponíveis apenas alguns cadastros existentes no sistema de MRP, que encontravam-se porém, incompletos. De uma forma geral as ordens de serviço são emitidas incompletas e preenchidas pelo supervisor de produção ou pelo técnico de processos. Dados como tempo de cada operação são assim preenchidos baseados somente na experiência dos funcionários não havendo registros no sistema de produção existente. Este quadro levou a equipe a decidir por um novo levantamento de processos, criação de fluxogramas e definições de equipamentos, além da abertura de novos processos. A partir destes levantamentos e caracterização do setor produtivo, foi escolhido para a implantação o software PREACTOR 400, a escolha do software se deu por vários motivos: interface amigável, arquitetura aberta e vasta opção de regras de seqüenciamento. Além destes fatores, a versão 400 do software foi escolhida por permitir o seqüenciamento em paralelo das ordens de serviço, o que se mostrou muito útil no estudo de caso. Como características importantes do processo podem ser citadas: A produção é feita em lotes, que variam de peso, tamanho e forma; O seqüenciamento deve ser feito levando-se em conta a temperatura de trabalho de cada operação, que deve ser sempre crescente; Entre inúmeras operações o tempo de setup é igual a zero, embora em um mesmo processo possa haver tempos de setup diferentes; A maior restrição secundária encontrada é o tamanho do lote em relação à capacidade de cada forno; Não há necessidade de listas de materiais; Vários materiais devem ser tratados de forma isolada, como exemplo podemos citar o aço rápido; Cada posto operativo pode executar um ou mais tipos de tratamentos; É necessário fazer divisão de lotes em algumas ordens de serviço. A figura 2a apresenta as tela do software PREACTOR para inserção e edição recursos produtivos, a figura 2b, apresenta a tela de cadastro de produto (processo) e seus passos de execução. ENEGEP 2002 ABEPRO 6

7 (2a) Figura 2a e 2b - Telas de edição de grupo de recursos e banco de dados do produto, software PREACTOR 400. Tendo como base todas as características acima do processo produtivo foram criadas múltiplas soluções, atacando cada problema de forma separada: O seqüenciamento da produção se deu através dos processos e não dos postos operativos, o que é comumente mais empregado; Optou-se por um seqüenciamento global, onde o atributo característico de cada ordem é a sua temperatura de trabalho por operação, o seqüenciamento é feito de forma crescente em cada posto operativo, respeitando-se o tempo de setup igual a zero entre as operações que assim necessitarem; Cada processo passou a ser configurado como um produto e foram detalhadas suas seqüências no software, além disto, entradas como postos operativos, turnos de trabalho e restrições secundárias, também foram inseridas; Foram criados horários de fornos respeitando-se o tipo de material a ser tratado; Permitiu-se o seqüenciamento em paralelo das ordens de serviço, levando-se como critério para isto, a temperatura da operação. Com todos estes novos dados em mãos o software foi testado de forma paralela à produção, o que evitou uma série de transtornos e atrasos. A partir deste teste inicial foi detectada uma série de dados que ainda necessitam ser levantados antes da implantação final: Levantamento de uma matriz de setup, relacionando o peso do lote e a perda de calor no forno. Isto se faz necessário, pois se levando em conta à perda de tempo no processo causada pelo diferencial de calor no meio de transmissão ao se entrar com cada novo lote, nota-se que o setup pode não ser necessário entre as diversas operações, mas mesmo assim ocorre devido ao processo. Levantamento dos processos especiais (processos que atendam a um único cliente especificamente). ENEGEP 2002 ABEPRO 7 (2b)

8 5 Conclusão As dificuldades encontradas foram à falta de estrutura do PCP da empresa e o fato que a equipe de implantação não tinha um horário exclusivo para se dedicar ao projeto, o que normalmente gerava atrasos e desencontros de informações. Apesar destes contratempos, a metodologia se mostrou eficaz como um guia para a implantação de um software com capacidade finita. O seqüenciamento da produção foi completado e várias simulações executadas em paralelo com a produção, sua implementação depende agora de fatores de decisão exclusiva da direção do departamento. As simulações delinearam um perfil de capacidade produtiva ociosa, porém isto só poderá ser comprovado através de mais estudos. Como sugestão para trabalhos futuros e tendo como intenção o melhoramento da implementação iniciada, pode-se sugerir: Integração do sistema com capacidade finita a um banco de dados, o que evitaria entradas múltiplas de ordens de serviços; Estudo da substituição do MRP atual por um software APS Advanced Planning and Scheduling; Integração do sistema com capacidade finita ao chão de fábrica, para que através de apontamentos seja possível iniciar um controle efetivo da produção. 6 Referência bibliográficas BALLESTERO ALVAREZ, María Esmeralda. Manual de organização sistemas e métodos: abordagem teórica e prática da engenharia da informação. São Paulo: Atlas, CÔRREA, Henrique L.; GIANESE, Irineu G. N.; CAON, Mauro. Planejamento, programação e controle da produção. 4. ed. São Paulo: Atlas, DAVIS, Mark M.; AQUILANO, Nicholas J.; CHASE, Richard B. Fundamentos da administração da produção. 3. ed. Porto Alegre:Bookman, MARTINS, Petrônio G.; LAUGENI, Fernando P. Administração da produção. São Paulo. Saraiva, 2001 RUSSOMANO, Victor Henrique. Planejamento e controle da produção. 5. ed. São Paulo: Pioneira, SLACK, Nigel, et al. Administração da produção. São Paulo: Atlas, TUBINO, Dalvio Ferrari. Manual de planejamento e controle da produção. São Paulo: Atlas, ENEGEP 2002 ABEPRO 8