UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ DEPARTAMENTO DE ADMINISTRAÇÃO

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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ DEPARTAMENTO DE ADMINISTRAÇÃO CADERNO DE ADMINISTRAÇÃO DA PRODUÇÃO Gestão Tática e Operacional de Sistemas de Produção Prof. José Paulo de Souza fevereiro/2010 Prof. Dr. José Paulo de Souza

2 Currículo Resumido Prof. José Paulo de Souza Prof. Associado Departamento de Administração/Universidade Estadual de Maringá Formação: Pós-doutor em Administração; FEA/USP, Doutor em Engenharia de Produção; UFSC; Mestre em Gestão da Qualidade e Produtividade; UFSC; Especialista em Gestão da qualidade; UEM; Graduação em Administração, UEM, Áreas de Pesquisa: Gestão de operações e logística Gestão da Qualidade Gestão estratégica e competitiva de sistemas agroindustriais Estrutura e estratégia em sistemas produtivos Contato: Departamento de Administração: jpsouza@uem.br Prof. Dr. José Paulo de Souza

3 1 PLANEJAMENTO E CONTROLE DE PRODUÇÃO Introdução Cabe à gestão da produção, em nível operacional e tático, planejar e executar as atividades e tarefas que contribuam para que as estratégias definidas na organização, quanto aos bens e serviços a serem disponibilizados ao mercado, tragam os resultados esperados. Em termos estratégicos varias decisões são necessários em respostas às diversas questões como: O que o mercado quer? Fazer ou comprar? Que tamanho a empresa terá? Qual será a capacidade de produção? Como a capacidade de produção poderá ser reduzida ou ampliada? Essas e outras questões são revisadas continuamente dada à dinâmica presente no mercado, nos regulamentos e nas inovações tecnológicas, as quais impactam na dinâmica operacional da área. Na produção, fatores como custos e qualidade constantemente pressionam gestores e operadores, e, nesse sentido, a variável quantidade se estabelece como importante influenciador. Essas variáveis impactam no lucro econômico ou o lucro contábil, os quais são referencia para se avaliar o quanto as decisões geradas na empresa estão se transformando no resultado desejado. Besanko et al. (2006) observam que, pelo lado do lucro contábil, considera-se o resultado da receita proveniente das vendas menos os custos contábeis. Quanto ao lucro econômico esse se relaciona ao custo de oportunidade, ou a oportunidade de obter lucros mais altos. Nesse caso, as decisões exigem a consideração do lucro econômico, o que não significa que os lucros contábeis não sejam importantes, dado que, embora tratem dos dados passados da empresa, permitem comparações com outras empresas e a medição do desempenho. Ao decidir fazer ou comprar, o gestor deve considerar, de forma estratégica, os custos associados e os retornos a serem obtidos para a empresa. Além disso, o quanto deve produzir e comercializar para não apenas cobrir os custos de produção como para obter os melhores retornos servirá de orientação para o sistema produtivo. Dessa forma, essa decisão estratégica afetará diretamente as atividades em nível tático e operacional e todo o processo de programação da produção e sua estrutura de custos. Nota-se que, ao planejar como serão liberadas as ordens que movimentaram o sistema de produção da empresa os fatores qualidade, quantidade e custos sempre deverão estar em foco. A quantidade a ser produzida no curto e médio prazo é definida pelo denominado Planejamento Mestre de Produção (PMP), já o processo de produção (transformação de matéria-prima; montagem, execução de operações) envolve a chamada Programação da Produção, que funcionam como forma de definir quantidades a serem produzidas de determinado item em dado momento no tempo e permitir seu controle. Sua liberação pode se dar tanto por ordens diretas como por cartões (kanban). Tubino (2000) identifica a organização do planejamento e controle da produção em um fluxo dinâmico, conforme evidencia a Figura O conteúdo desta apostila toma como referência principal a obra de Tubino (2000), principalmente na forma de organização e adoção de modelos quantitativos para o estudo do planejamento de processos produtivos, além do material disponibilizado em sala, durante o curso de mestrado em Engenharia de Produção ministrado pelo autor, na UFSC. Prof. Dr. José Paulo de Souza 3

4 Departamento de Marketing Previsão de Vendas Pedidos em Carteira Proj. Produto Proj. Processo Departamento de Compras Kanban Pedido de Compras Fornecedores Planejamento Estratégico da Produção Plano de Produção Planejamento-Mestre da Produção Plano-Mestre de Produção Programação da Produção Administração dos Estoques Seqüenciamento Emissão e Liberação de Ordens Ordens de Compras Kanban Estoques Ordens de Fabricação Ordens de Montagem Fabricação e Montagem Clientes Kanban Avaliação de Desempenho Acompanhamento e Controle da Produção Qualidade Quantidade Custos Especificações Procedimentos Figura 01: Atividades do PCP (adaptado de TUBINO, 2000) A discussão envolvendo planejamento e controle apresentada por Slack et al..(1997) toma como consideração a conciliação entre fornecimento e demanda. O projeto definindo a forma física e a estrutura de produção oferece também a identificação dos recursos necessários para produção de forma a ajustá-los aos interesses estratégicos, bem como identificar os limites para desempenho das operações. As estratégias competitivas definem em primeira análise a estrutura produtiva necessário (CHANDLER, 1962) propiciando de forma direta, ou não, o alinhamento com a demanda. Entretanto, os autores observam que as atividades de planejamento e controle estão condicionadas a alguns limites destacando-se: limitações de custos; limitações de capacidade; limitações de tempo; limitações de qualidade. Slack et al..(1997) Os autores observam que a função de planejamento caracteriza uma declaração de intenção sujeita a diferentes níveis de variáveis. Nesse aspecto cabe ao controle a função de lidar com essas variáveis fazendo os ajustes necessários e adequados às demandas e contingências. Nota-se que as alterações resultantes do sistema de controle envolvem aspectos de curto prazo, médio prazo e longo prazo. Conforme os autores, os aspectos de controle crescem de importância na medida em que se aproximam da data do evento ( Figura 02). Na posição de Slack et al. (1997) a eficácia do sistema dependerá tanto da natureza da demanda quanto do fornecimento. Lazzarini, cook e chaddad (2002) tratam as relações dentro desse contexto de Netchain, envolvendo uma condição de dependência seqüencial. Quanto ao fornecimento, a incerteza está notadamente nas atividades com pouca possibilidade de previsibilidade. Em situações razoavelmente previsíveis a necessidade de controle é mínima. Situações com baixos níveis de previsibilidade, por usa vez, demandam um controle mais estreito. No Prof. Dr. José Paulo de Souza 4

5 caso de demanda incerta, mesmo no curto prazo, esforços na realização de previsão buscando o estabelecimento de padrões ou para influenciar o comportamento da demanda, ajudam a estabilizar o processo produtivo. Em casos em que a demanda é razoavelmente previsível, o processo de planejamento e controle no curto, médio e longo prazo passa a ser factível e com maiores chances de eficácia. Meses/anos Planejamento Longo prazo Dias/semanas/meses Médio prazo horas/dias Controle Curto prazo Fig. 02: Importância do planejamento e controle (SLACK et al., 1997). Condições de demanda dependente e independente, também, exercem no processo de planejamento e controle. A situação dependente identifica uma demanda relativamente previsível, impactando na operação, sendo dependente de um fator conhecido. No caso da independente, a utilização de ferramentas que possam identificar ou viabilizar a realização de previsões baseada, normalmente, em fatos históricos auxiliarão o planejamento e estabelecer quantidades de recursos e programar sua utilização. Esse aspecto impacta diretamente na resposta a ser dada pelo sistema produtivo. Na demanda dependente a operação somente começa quando for necessário, diferente da condição de independência em que o uso de estoques minimizarão os problemas de variação na demanda. Nesse caos impactando tanto nos níve de estoque de matéria prima quanto de produtos em processo e acabados. Nessa condição os autores apontam três diferentes formas de fazer o planejamento e controle da produção: fazer para estoque; fazer contra pedido;obter recursos contra pedido, estabelecendo uma razão P:D (Figura 03). A razão P:D indica o grau de especulação, em que ocorre a expectativa de eventualmente se receber um pedido firme (Figura 03). Nota-se que os aspectos de tempo, volume e qualidade são fatores essências na conciliação do fornecimento e da Demanda. Além disso, essas informações orientação as atividades seguintes envolvendo: o carregamento, em que se define o volume com o qual uma operação produtiva pode atender, podendo ser finito ou infinito 2 ; a seqüência identificando as prioridades na execução das tarefas; a decisão de tempo ou programação para cada tarefa. 2 O carregamento finito identifica a condição em que somente é alocado trabalho ou tarefa a um centro de trabalho até um limite estabelecido, sendo relevante em operações em que é possível ou necessário limitar a carga e em casos em que o custo da limitação não é proibitivo. No carregamento infinito não há limitação para aceitação de trabalho, sendo relevante em operações em que: não é possível limitar a carga; não é necessário limitar a carga; o custo de limitação é proibitivo (SLACK et al., 1997) Prof. Dr. José Paulo de Souza 5

6 Pedido comprar fazer entregar Demanda Dependente P a) Fazer-para-estoque D Pedido comprar fazer entregar D P b) Fazer-contra-pedido Pedido comprar fazer entregar Demanda Independente D P c) Obter recursos contra-pedido Fig. 03: P e D para os diferentes tipos de planejamento e controle (adaptado de Slack et al. (1997). A análise do ambiente de Planejamento de produção, na percepção de Chase, Jacobs e Aquilano (2006, p. 389) consideram fatores que estão sob controle direto do planejador (fatores internos) e aqueles que estão fora do controle, caracterizando o ambiente externo, embora, em algumas situações, a demanda possa ser administrada (Figura 04). Comportamento dos concorrentes Capacidade Externa (subcontratados) Disponibilidade de matéria-prima Planejamento para a produção Demanda de mercado Condições econômicas Externo à Empresa (estrutural ou Sistêmico) Capacidade física atual Mão de obra atual Níveis de estoque Atividades para a produção Interno à empresa Fig. 04: Entradas necessárias para o sistema de planejamento de produção (Adaptado de (CHASE; JACOBS; AQUILANO, 2006) Prof. Dr. José Paulo de Souza 6

7 Conforme se verifica, elaborado o planejamento estratégico, um plano tático dinâmico é estabelecido buscando orientar as atividades produtivas. Esse plano se ajusta continuamente aos estímulos e demandas desencadeando respostas em todas as funções organizacionais orientando as ações de curto prazo ou operacionais. O caráter sistêmico é então materializado e as diversas áreas da empresa passam a cumprir sua função. Essa dinâmica se ajusta aos objetivos do sistema de produção quanto a quantidade e possibilidade de variação, bem como do nível de interferência da demanda, sendo que sua escolha impacta, diretamente, na estrutura física a ser adotada no sistema de produção (Figura 05). Fluxo intermitente Baixo Volume Alto Fluxo intermitente Alto Customization Baixo Alto Arranjo físico posicional Projeto Alto Professional Service Variedade Arranjo físico Por processo Labor intensity Service Shop Baixo Lote Massa Contínua Arranjo físico celular Arranjo físico por produto Fluxo regular mais importante Fluxo contínuo Baixo Mass service Service factory (Russell; Taylor III, 2002) Fluxo contínuo figura 05: Variáveis e impacto na estrutura física e classificação dos sistemas de produção (Adaptado de Tubino, 2000 e Russell e Taylor III, 2002) Prof. Dr. José Paulo de Souza 7

8 2 PLANEJAMENTO-MESTRE DA PRODUÇÃO (TUBINO, 2000) O Planejamento Mestre da Produção (PMP) caracteriza a atividade de planejamento direcionada a identificar a quantidade de recursos necessários para suportar o processo produtivo durante um período médio de tempo, em função da demanda identificada, e o período para sua disponibilidade. O PMP pode apresentar dupla função para o sistema produtivo: garantir a efetividade do plano estratégico de produção; providenciar adequações decorrentes de variáveis. Sua função está direcionada, dessa forma, a orientar o processo decisório de forma a garantir a efetividade do planejamento estratégico de longo prazo ou antecipar a ocorrência de variáveis que possam dificultar o processo produtivo, buscando ajustar em conseqüência o plano estratégico. No caso do PMP orientado pelo sistema Manufacturing Resources Plane (MRP II) as decisões são tomadas inicialmente considerando-se as previsões de vendas ou os pedidos já confirmados, as quais são confrontadas com os recursos disponíveis (produto acabado, produto em processo, componentes, insumos). Esse aspecto pode definir a necessidade de revisão do PMP ou até a revisão do Planejamento Estratégico definido para a produção quando os recursos disponíveis não suportam as quantias necessárias (Fig. 06). A função tática do PMP propicia condições para que os diversos setores possam atuar de forma sistêmica e providenciar no médio prazo os recursos necessários inerentes à sua função. Os impactos decorrentes do plano podem demandar para esses setores providencias para obtenção de capacidades ou mesmo redefinição de seus planos táticos ou mesmo estratégicos. Longo Prazo Plano de Produção Planejamento-Mestre da Produção PMP inicial Médio Prazo viável sim PMP final não Curto Prazo Programação da Produção Figura 06: hierarquia e dinâmica dos planos nos sistemas produtivos (TUBINO, 2000). 2.1 Elaboração do PMP O PMP diferencia-se do plano de produção sob dois aspectos: o nível de agregação dos produtos e a unidade de tempo analisada. O plano de produção estratégico tratava de famílias de produtos, o PMP, voltado para a operacionalização da produção, trata de produtos individuais. Da mesma forma, enquanto o plano de produção empregava meses, trimestres e anos, o PMP emprega Prof. Dr. José Paulo de Souza 8

9 uma unidade de planejamento mais curta, normalmente semanas, ou no máximo meses para produtos com ciclos produtivos longos. Dessa forma, na elaboração do PMP estão envolvidas todas as áreas que têm um contato mais direto com a manufatura. Para facilitar o tratamento das informações e, na maioria dos casos, informatizar o sistema de cálculo das operações referentes à elaboração do PMP, empregamos um arquivo com as informações detalhadas por item, que pode ser o produto ou componentes, que será planejado. Neste arquivo constam informações sobre a demanda prevista e real, os estoques em mãos e projetados e a necessidade prevista de produção do item. Na Tabela 01, Tubino (2000) apresenta um PMP para lotes de 100 unidades, com necessidade de reposição quando o estoque chega a zero, enquanto na Tabela 2 o estoque mínimo é de 50 unidades, e na 3, 10 unidades. Isso identifica uma nova orientação estratégica, ou variável, com impacto direto nos custos e dinâmica operacional: a política de estoques, ou a gestão de suprimentos. Nota-se que Correa e Correa (2006) detalham um pouco mais essa planilha, subdividindo a demanda em: demanda independente; demanda dependente; pedidos em carteira; demanda total. Alem disso, incluem na primeira coluna da programação a coluna atrasos, buscando identificar ocorrências que deveriam ter ocorrido e não aconteceram, e um campo denominado, disponível para promessa. Esse campo, segundo os autores, tem afunção de informar ao setores comerciais quais as quantidades, período a período, que podem ser prometidos aos clientes, sem alterar o programa mestre de produção. Tabela 01: Arquivo de PMP com lotes de 100 unidades. julho agosto Demanda prevista Demanda confirmada Recebimentos programados 100 Estoques projetados 5 PMP Tabela 02: Arquivo do PMP com lotes de 100 unidades e estoque mínimo de 50 unidades. julho agosto Demanda prevista Demanda confirmada Recebimentos programados 100 Estoques projetados 5 PMP Tabela 03: Arquivo do PMP com lotes de 50 unidades e estoque mínimo de 10 unidades. julho agosto Demanda prevista Demanda confirmada Recebimentos programados 50 Estoques projetados 5 PMP Prof. Dr. José Paulo de Souza 9

10 Deve ser observado que o PMP é um plano e que sua execução se efetiva a partir das ordens de produção. Nesse caso a ordem de execução trabalhará necessidades reais de produção, considerando, além do lote a ser produzido, o estoque de segurança e o lead time produtivo. 2.2 Itens que entram no plano-mestre de produção Se não tivermos uma quantidade excessiva de produtos acabados que venha a inviabilizar os cálculos, incluímos todos no planejamento. Agora, se a quantidade de produtos acabados for grande, devemos controlá-los através de um programa de montagem final, e deixar para planejar via PMP os componentes do nível abaixo (Figura 7). A idéia é, ao invés de elaborarmos um PMP para cada produto acabado, passaríamos a elaborar um PMP para cada opção de componente, transformando a multiplicação de alternativas em uma soma de alternativas, e o produto acabado seria controlado por fora, com um programa de montagem final, como a escolha pelo cliente. Assim se encarregaria de oito componentes em vez de 18 produtos. Produt Acabad o o Produtos Acabados = 3 x 2 x 3 = 18 variedades Componentes = = 8 variedades Component e A Componen te B Compone nte C Opção 1 (0,10) Opção 2 (0,40) Opção 3 (0,50) Opção 1 (0,70) Opção 2 (0,30) Opção 1 (0,20) Opção 2 (0,60) Opção 3 (0,20) Figura 07: Roteiro de Fabricação (TUBINO, 2000) Ex. Para uma previsão de demanda de 500 unidades o PMP seria: Componente A Componente B Componente C Opção 1: 500x0,1= 50 Opção 1: 500x0,7= 350 Opção 1: 500x0,2= 100 Opção 2: 500x0,4= 200 Opção 2: 500x0,3= 150 Opção 2: 500x0,6= 300 Opção 2: 500x0,5= 250 Opção 3: 500x0,2= Tempo no Plano-mestre de Produção O planejamento-mestre da produção trabalha com a variável tempo em duas dimensões: uma é a determinação da unidade de tempo para cada intervalo do plano; outra é a amplitude, ou horizonte, que o plano deve abranger na sua análise. A determinação dos intervalos de tempo que compõem o PMP dependerá da velocidade de fabricação do produto incluído no plano e da possibilidade prática de alterar o plano. Normalmente trabalham-se com intervalos de semanas. Raramente empregam-se dias, mesmo que os produtos Prof. Dr. José Paulo de Souza 10

11 sejam fabricados em ritmos rápidos, pois a velocidade de coleta e análise dos dados inviabiliza a operacionalização diária do PMP. Não há necessidade de se usar o mesmo intervalo de tempo para todo o plano. Pode-se começar com semanas, e, a medida em que se afastar da parte firme do plano, passar a usar meses e depois trimestres. O planejamento-mestre da produção desmembra o PMP em dois níveis de horizontes de tempo, com objetivos diferenciados (Figura 08): no nível firme, o PMP serve de base para a programação da produção e a ocupação dos recursos produtivos; no nível sujeito a alterações, o PMP serve para o planejamento da capacidade de produção e as negociações com os diversos setores envolvidos na elaboração do plano. Demanda Dem anda Real Dem anda Prevista PMP Firm e PMP Flexível Tempo Figura 08: Características do PMP conforme a demanda. A parte firme do plano deve abranger no mínimo o tempo do caminho crítico da produção do lote do item que está se planejando. Na Figura 09 verifica-se lote de 20 unidades e a disponibilidade 8 h/dia de trabalho por semana e o caminho crítico é de 19,5 dias (quatro semanas). Montagem do Tp=2h/un Recurso: Montagem Fabricação do Tp=1h/un Recurso: Usinagem Submontagem do Tp=2h/un Recurso: Montagem Compra da Tp=4dias/l Fabricação da Tp=0,5h/un Recurso: Usinagem Compra da Tp=1dia/l Fabricação da Tp=3h/un Recurso: Estamparia Compra da Tp=2dias/l Figura 09: Roteiro de fabricação e tempos padrões de um produto (TUBINO, 2000) Prof. Dr. José Paulo de Souza 11

12 2.4 Análise da Capacidade de Produção A análise da capacidade de produção para o plano de produção considerou a possibilidade de trabalhar variáveis de longo prazo. Já as decisões relativas ao PMP envolvem a negociação com variáveis de médio prazo. A função da análise da capacidade produtiva do PMP consiste em equacionar os recursos produtivos da parte variável do plano, de forma a garantir uma passagem segura para sua parte fixa e posterior programação da produção. Rotina de análise da capacidade produtiva do PMP: Identificar os recursos a serem incluídos na análise. Como forma de simplificação pode-se considerar apenas os recursos críticos, ou gargalos; Obter o padrão de consumo da variável que se pretende analisar (horas-máquina/unidade, horas-homem/unidade, m3/unidade, etc.) de cada produto acabado incluído no PMP para cada recurso; Multiplicar o padrão de consumo de cada produto para cada recurso pela quantidade de produção em cada período prevista no PMP; Consolidar as necessidades de capacidade para cada recurso. Em função dos períodos do PMP serem normalmente menores do que o lead time dos produtos incluídos no plano, os padrões de consumo dos recursos devem levar em conta em que período este recurso será acionado quando da programação do produto acabado. Estes padrões de consumo são conhecidos como perfis de carga unitária do produto. No exemplo abaixo (Figura 10) verifica-se a perfil de carga unitária do setor de usinagem para o roteiro apresentado na Figura Horas 1,5 1 0,5 0 U s in a g e m 0,5 h 1 h P e r ío d o s Figura 10: Perfil de carga unitária para o setor de usinagem. Prof. Dr. José Paulo de Souza 12

13 A partir dessa definição, podemos calcular a ocupação do setor de usinagem multiplicando as quantidades previstas no PMP pelo perfil de carga unitário do setor de usinagem para este produto, conforme apresentado na Figura 11. julho Agosto PMP Horas Us in a g e m 40 h 40 h 10 h 30 h 20 h 20 h 40 h Pe r ío d o s Figura 11: Ocupação do setor de usinagem. Fazendo o cálculo de ocupação para cada recurso que nos interessa analisar, e confrontando-a com a disponibilidade do recurso, podemos concluir se o PMP que estamos planejando é viável, ou se devemos alterar os planos de alguns produtos para torná-lo viável. O uso dos perfis de carga unitários dos produtos para calcular as necessidades de capacidade de produção é uma forma rápida e simples de validação do PMP. Porém, ela não leva em consideração duas questões importantes: o tamanho dos lotes e os estoques disponíveis das partes componentes. Sua elaboração é essencial para se avaliar, também, as necessidades de expansão da capacidade produtiva, e sua eficácia frente as necessidade da empresa. Exercício 1 Faça o detalhamento do gráfico de ocupação de máquinas do setor de usinagem, analisando sua viabilidade frente à disponibilidade de recursos e um gráfico de ocupação para o recurso de montagem, analisando sua viabilidade. Defina, também, as estratégias a serem adotadas para variação da capacidade produtiva para esses setores. 3 PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO Dentro da hierarquia em que estão distribuídas as funções do PCP (Fig. 12), a programação da produção é a primeira dentro do nível operacional de curto prazo, fazendo com que as atividades produtivas sejam disparadas. Prof. Dr. José Paulo de Souza 13

14 Longo Prazo Plano de Produção Médio Prazo Plano Mestre de Produção Curto Prazo Programação da produção Administração de Estoques Seqüenciamento Emissão de ordens Ordens de Compra s Ordens de Fabricaçã o Ordens de Montagem Figura 12: Hierarquia do sistema produtivo Neste aspecto dois conceitos devem ser apresentados, os quais envolvem as atividades de curto prazo: o de puxar e o de empurrar a produção (FIGURA 13). Empurrar: elaborar periodicamente, para atender ao PMP, um programa de produção completo, da compra da MP até a montagem do produto acabado, e transmiti-lo aos setores responsáveis através da emissão de ordens. Ë a ótica da programação convencional da produção. Puxar: significa não produzir até que o cliente (interno ou externo) de seu processo solicite a produção de determinado item. Neste caso, a programação da produção usa as informações do PMP para emitir as ordens apenas para o último estágio do processo produtivo, bem como para dimensionar a quantidade de estoques em processo para os demais setores. Quando um cliente precisa de itens, ele retira dos estoques do fornecedor, o que aciona o processo de reposição dos itens consumidos. Programação da Produção OC OF OF OM MP Processo Processo Processo PA Empurrar a produção Programação da Produção OM MP Processo Processo Processo PA Puxar a produção Figura 13: Emissão de ordens no sistema convencional e no sistema JIT. Prof. Dr. José Paulo de Souza 14

15 Atividades da programação da produção no sistema de empurrar: A administração de estoques está encarregada de planejar e controlar os estoques definindo os tamanhos dos lotes, a forma de reposição e os estoques de segurança do sistema. O seqüenciamento busca gerar um programa de produção que utilize inteligentemente os recursos disponíveis, promovendo produtos com qualidade e custos baixos. A emissão e liberação de ordens implementa o programa de produção, emitindo a documentação necessária para o início das operações (compra, fabricação e montagem) e liberando-a quando os recursos estiverem disponíveis. 3.1 Gestão de Estoques As empresas trabalham com diferentes tipos de estoques que precisam ser administrados, visando a manter a quantidade estritamente necessária a implementação de suas estratégias competitivas. Diversas funções dos estoques podem ser destacadas: Garantir a independência entre etapas produtivas: colocação de estoques amortecedores entre as diversas etapas de produção ou distribuição da cadeia produtiva. Permitir uma produção constante: sistemas que possuem uma variação sazonal em sua demanda ou fornecimento de matéria-prima estocam esses produtos para evitar queda ou interrupção no ritmo da produção. Possibilitar o uso de lotes econômicos: algumas etapas só permitem a produção ou movimentação de lotes maiores do que os necessários para consumo imediato, gerando excedentes. Reduzir os lead times produtivos: permite que os prazos de entrega possam ser reduzidos, através da manutenção de estoques intermediários. Como fator de segurança: buscar prevenir ou minimizar erros de previsão, bem como atrasos inevitáveis ou não. Para obter vantagens de preço: busca prevenir possíveis aumentos de preços, ou obter desconto no preço unitário, adquirindo em maior quantidade. Impossibilidade ou inviabilidade de coordenar suprimento e demanda. Especular com os estoques. Disponibilidade no canal de distribuição (pipeline): algumas situação logísticas demandam que os produtos sejam disponibilizados próximos aos mercados consumidores Tipos de estoques: a) Estoques de matérias-primas: busca regular diferentes taxas de suprimentos para o processo de transformação, cuja variação pode ocorrer por diferentes motivos: vendedor pode não ser confiável; o fornecedor pode entregar em quantidades maiores do que as necessárias, gerando estoques; taxa de consumo pode sofrer um crescimento temporário inesperado. b) Estoques de material semi-acabado: regula diferentes taxas de produção entre dois equipamentos subseqüentes, em função de questões de especificação ou temporárias. Prof. Dr. José Paulo de Souza 15

16 c) Estoques de produtos acabados: regular diferentes taxas de produção do processo e de demanda do mercado Classificação dos estoques A classificação dos estoques pode ser implementada através da utilização da curva de Pareto, ou classificação ABC (FIG. 14). Caracteriza a diferenciação de estoques segundo sua maior ou menor abrangência, separando-se os itens por classes de acordo com sua importância relativa. Como princípio estabelece que uma pequena parte de um determinado fator responde por grande parte de um certo problema. Metodologia: a) Preparar uma lista dos itens. b) Calcular a demanda valorizada (demanda x custo unitário)de cada item. c) Arranjar a lista por ordem decrescente de valor de demanda valorizada. d) Calcula-se a demanda valorizada total dos itens. e) Calcula-se a percentagem da demanda valorizada de cada item em relação à demanda valorizada total. f) Estabelecem-se as classes de produtos, conforme critérios de decisão. Exemplo: Item X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 Demanda anual Custo Unitário % valor A B C % itens Classe % de itens % do valor A 10 a a 70 B 20 a a 30 C 50 a a 20 Figura 14: Gráfico ABC para gestão de estoque. Exercício 2 Construa o gráfico acima, detalhando os valores e quantidades, conforme metodologia proposta. Prof. Dr. José Paulo de Souza 16

17 3.1.3 Modelos de Controle de Estoque A determinação da quantidade do item a ser reposto é relacionada aos custos envolvidos no sistema de reposição e armazenagem, o que pode considerar o lote econômico de compra (Figura 15). Lote Econômico Básico: O custo unitário é fixo e a entrega do lote de reposição é realizada uma única vez (lote econômico de compra) Q*= 2.D.A C.I. D= Demanda A= Custo unitário de preparação C= Custo por unidade I= Taxa de encargos financeiros sobre os estoques Figura 15: Lote econômico de compra O estabelecimento da época oportuno para reposição, por sua vez, dependerá do modelo de controle de estoques empregado. Podem ser de dois tipos: De emissão indireta: envolvem os modelos de controle por ponto de pedido e reposição periódica De emissão direta: buscam diretamente emitir diretamente as ordens de reposição, baseados na lógica do MRP. O sistema de gestão do sistema também exercera influencia sobre a dinâmica dos estoques, dado a sistema de emissão das ordens, conforme evidencia a Figura 16. MRP Estoque disponível demanda Pedido Necessidade de produção EDI comprados Kanban Fornecimento Produtos/ componentes JIT Demanda Cartão Fabricados Kanban Fabricação Figura 16: sistema de gestão e formas de emissão de ordens de compra. Prof. Dr. José Paulo de Souza 17

18 a) Ponto de pedido Consiste em estabelecer uma quantidade de itens em estoque, chamada ponto de pedido ou de reposição, que, quando atingido, dá partida ao processo de reposição do item em uma certa quantidade preestabelecida. A quantidade de estoque no ponto de pedido deve ser suficiente para atender a demanda durante seu temo de ressuprimento, mais um nível de estoque de segurança ou reserva. Q uantidade Q m ax PP d Q Q s = Q m in t T em po PP = d t + Q s PP = Ponto de Pedido; d = demanda por unidade de tempo; t = tempo de ressuprimento; Q s = estoque de segurança. b) Reposição periódica Trabalha no eixo dos tempos, estabelecendo datas nas quais serão analisadas a demanda e as demais condições dos estoques, para decidir pela reposição dos mesmos. Quantidade Q max d t r Q Q s = Q min ( ) Q = d t + t Q Q + Q + Q r f p r s Q f = quantidade de saldo final em estoque; Q p = quantidades pendentes de entrega; Q r = quantidade solicitada e não atendida; Q s = estoque de segurança. t Tempo Controle de estoques pelo MRP São modelos incorporados a um sistema de informações gerenciais mais amplo que visa integrar os diversos setores da empresa. Considera a dependência da demanda que existe entre itens componentes de produtos acabados. Dessa forma, a partir da quantidade de produtos acabados a serem produzidas período a período, determinado pelo PMP, calcula-se as necessidades brutas por itens dependentes de acordo com a estrutura do produto. Prof. Dr. José Paulo de Souza 18

19 3.1.5 Estoques de segurança Estoques projetados para absorver as variações na demanda durante o tempo de ressuprimento, ou no próprio tempo de ressuprimento. 3.2 Seqüenciamento e Emissão de Ordens Escolhida uma sistemática de administração dos estoques, serão geradas, de forma direta ou indireta, as necessidades de compras, fabricação e montagem dos itens para atender ao PMP. A princípio, o seqüenciamento e a emissão de um programa de produção deveria ser uma tarefa simples para o PCP. Porém, dentro da dinâmica empresarial, instabilidades de curto prazo fazem com que a eficiência do sistema produtivo dependa fundamentalmente de um processo dinâmico de seqüenciamento e emissão do programa de produção. Contudo, por mais que se desenvolvam técnicas e softwares que visem acelerar estas atividades, nada substitui a estabilidade e a confiabilidade do sistema produtivo. Por outro lado, muitas destas instabilidades estão relacionadas às características do próprio sistema produtivo com o qual está se trabalhando Seqüenciamento nos processos contínuos Para os processos contínuos se propõem a produção de poucos itens, normalmente um por instalação, ps problemas de programação se resumem à definição da velocidade que será dada ao sistema produtivo para atender a determinada demanda estabelecida no PMP. Caso mais de um produto seja produzido na mesma instalação, procura-se atender o PMP com lotes únicos de cada item, devido ao alto custo dos setups dos equipamentos produtivos Seqüenciamento nos processos repetitivos em massa O trabalho da programação da produção nos processos repetitivos em massa consiste em buscar um ritmo equilibrado entre os vários postos de trabalho, principalmente nas linhas de montagem, conhecido como "balanceamento" de linha, de forma a atender economicamente uma taxa de demanda, expressa em termos de "tempo de ciclo" de trabalho. Em outras palavras, o balanceamento da linha busca definir conjuntos de atividades que serão executados por homens e máquinas de forma a garantir um tempo de processamento aproximadamente igual (tempo de ciclo) entre os postos de trabalho. Prof. Dr. José Paulo de Souza 19

20 Admitindo-se que um produto é montado em uma linha que trabalha 480 minutos por dia (8 horas) a partir de seis operações seqüenciais, com os seguintes tempos unitários: Operação 1 Operação 2 Operação 3 Operação 4 Operação 5 Operação 6 0,8 min. 1,0 min. 0,5 min. 1,0 min. 0,5 min. 0,7 min. CP= TP TC TC = TP D CP = Capacidade de produção por dia; TP = Tempo disponível para a produção por dia; TC = Tempo de ciclo em minutos por unidade; D = Demanda esperada por dia. 480 minutos por dia = = unidades por dia 4,5 minutos por unidade CP inf erior, 480 m inutos por dia C P sup erior = = 1,0 m inuto por unidade 480 unidades por dia m in u to s p o r d ia T C = = u n id a d e s p o r d ia 2, 0 m in u to s p o r u n id a d e N minimo = TC t N mínimo = Número mínimo de postos de trabalho; t = Tempo de cada operação. 4, 5 minutos por unidade N minimo = = 2, 25 postos 2,0 minutos por unidade Posto 1 = oper. 1 + oper. 2 = 0,8 + 1,0 = 1,8 minutos; Posto 2 = oper. 3 + oper. 4 = 0,5 + 1,0 = 1,5 minutos; Posto 3 = oper. 5 + oper. 6 = 0,5 + 0,7 = 1,2 minutos. tem po livre I = 1 N TC I eficiencia = 1 ( 2, 0 18, ) + ( 2, 0 15, ) + ( 2, 0 1, 2) 3 2, 0 = 0, 75 ou 75% Prof. Dr. José Paulo de Souza 20

21 3.2.3 Seqüenciamento nos processos repetitivos em lotes A questão do seqüenciamento em processos repetitivos em lotes pode ser analisada sob dois aspectos (Fig. 17): a escolha da ordem a ser processada dentre uma lista de ordens (decisão 1) e a escolha do recurso a ser usado dentre uma lista de recursos disponíveis (decisão 2). Ordem 1 Recurso 1 Ordem 2 Ordem n Regras para escolha da ordem Ordem Escolhida Recurso 2 Recurso m Regras para escolha do recurso Recurso Escolhido Fila de Espera Grupo de Recursos Decisão 1 Decisão 2 Figura 17: Dinâmica no processo de decisão no Seqüenciamento em lote (TUBINO, 2000). O gráfico de Gantt é um instrumento para a visualização de um programa de produção, auxiliando na análise de diferentes alternativas de seqüenciamento deste programa. O gráfico de Gantt pode ser empregado de diferentes formas, sendo que uma das mais comuns consiste em listar as ordens programadas no eixo vertical e o tempo no eixo horizontal (Fig. 18). Figura 18 : Sistema Preactor para seqüenciamento de produção em lotes Regras de seqüenciamento As regras de seqüenciamento são heurísticas usadas para selecionar, a partir de informações sobre os lotes ou sobre o estado do sistema produtivo, qual dos lotes esperando na fila de um grupo de recursos terá prioridade de processamento, bem como qual recurso deste grupo será carregado com esta ordem. Prof. Dr. José Paulo de Souza 21

22 Geralmente, as informações mais importantes estão relacionadas com o tempo de processamento (leadtime) e com a data de entrega, que podem ser estabelecidos tendo por base as informações dos produtos finais ou dos lotes individualmente. Soluções otimizadas empregam a Pesquisa Operacional, principalmente a programação linear. Regras de seqüenciamento Sigla Especificação Definição PEPS Primeira que entra primeira Os lotes serão processados de acordo com sua chegada no recurso. que sai MTP Menor tempo de processamento Os lotes serão processados de acordo com os menores tempos de processamento no recurso. MDE Menor data de entrega Os lotes serão processados de acordo com as menores datas de entrega. IPI Índice de prioridade Os lotes serão processados de acordo com o valor da prioridade atribuída ao cliente ou ao produto. ICR Índice crítico Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de: data de entrega - data atual / tempo de processamento ( ) IFO Índice de folga Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de: data de entrega - tempo de processamento restante numero de operacoes restante IFA Índice de falta Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de: quantidade em estoque / taxa de demanda Regra de Johnson Minimiza o lead time total de um conjunto de ordens processadas em dois recursos sucessivos: Selecionar o menor tempo entre todos os tempos de processamento da lista de ordens a serem programadas nas máquinas A e B, no caso de empate escolha qualquer um; Se o tempo escolhido for na máquina A, programe esta ordem no início. Se o tempo escolhido for na máquina B, programe esta ordem para o final. Elimine a ordem escolhida da lista de ordens a serem programadas e retorne ao passo 1 até programar todas as ordens. Exercício 3 Cinco ordens de fabricação precisam ser estampadas na máquina A e, em seguida, usinadas na máquina B. Os tempos de processamento (incluindo os setups), as datas de entrega (em número de horas a partir da programação) e as prioridades atribuídas a cada ordem são apresentados na tabela abaixo. Identifica a melhor decisão para seqüenciamento das ordens e utilização dos recursos: Ordens Processamento (horas) Entrega Prioridade (horas) Máquina A Máquina B OF OF OF OF OF Prof. Dr. José Paulo de Souza 22

23 Regras PEPS MTP MDE IPI ICR IFO Johnson Seqüências Maq.B Maq.A OF4 OF5 OF3 OF1 OF4 OF5 OF3 OF1 OF2 OF Horas Fig. 19: Exemplo de Gráfico de Gantt para a regra MTP. Algumas características importantes com relação às regras empregadas: Regras PEPS MTP MDE IPI ICR IFO Johnson Leadtime Total (h) Leadtime Médio (h) Atraso Médio (h) Tempo de Espera Médio (h) Simplicidade: As regras devem ser simples e rápidas de entender e aplicar; Transparência: A lógica por trás das regras deve estar clara, caso contrário o usuário não verá sentido em aplicá-la; Interatividade: Devem facilitar a comunicação entre os agentes do processo produtivo. Gerar prioridades palpáveis: As regras aplicadas devem gerar prioridades de fácil interpretação. Facilitar o processo de avaliação: As regras de seqüenciamento devem promover, simultaneamente à programação, a avaliação de desempenho de utilização dos recursos produtivos. Prof. Dr. José Paulo de Souza 23

24 3.2.4 Teoria das Restrições Tem origem no final da década de 70, quando pesquisadores, procurando alternativas para a lógica convencional de PCP via MRP, desenvolveram o software OPT (Optmized Produtction Technology). Mesmo não obtendo penetração, as questões levantadas pelo software permitiram estruturar para sistemas de programação finita da rede atividades um conjunto de regras ou conceitos (Teoria das restrições). Gargalo é um ponto do sistema produtivo (máquina, transporte, espaço, homens, demanda, etc.) que limita o fluxo de itens no sistema. Pode-se identificar quatro tipos básicos de relacionamento entre recursos gargalos e não-gargalos (Figura 20): Gargalo Não-Gargalo Não-Gargalo Gargalo Tipo 1 Tipo 2 Montagem Gargalo Não-Gargalo Não-Gargalo Gargalo Tipo 3 Tipo 4 Figura 20: Tipos de relacionamento entre recursos gargalos e não-gargalos. Regras: 1 A taxa de utilização de um recurso não-gargalo não é determinada por sua capacidade de produção, mas sim por alguma outra restrição do sistema. 2 Utilização e ativação de um recurso não são sinônimos. 3 Uma hora perdida num recurso gargalo é uma hora perdida em todo o sistema produtivo. 4 Uma hora ganha num recurso não-gargalo não representa nada. 5 Os lotes de processamento devem ser variáveis e não fixos. 6 Os lotes de processamento e de transferência não necessitam ser iguais. 7 Os gargalos governam tanto o fluxo como os estoques do sistema. 8 A capacidade do sistema e a programação das ordens devem ser consideradas simultaneamente e não seqüencialmente. 9 Balanceie o fluxo e não a capacidade. 10 A soma dos ótimos locais não é igual ao ótimo global. Prof. Dr. José Paulo de Souza 24

25 3.2.5 Seqüenciamento em serviços (SCHMENNER, 1999). A fila envolve, teoricamente, lotes unitários de produção e, normalmente, atendem ao critério Primeiro que Entra é o Primeiro que Sai (PEPS). Nesse aspecto alguns pressupostos podem ser considerados como: As pessoas não gostam de esperar; É importante saber quando a fila vai ficar grande e, se possível, mantenha capacidade excedente; Se as pessoas tiverem que esperar, você não poderá impressioná-las o suficiente com a qualidade do serviço; Não é tolerável a quebra de seqüência ou mudanças de procedimentos ou rotinas durante a permanência na fila; Se for inevitável a espera, pensa em como amenizar ou tornar produtivo o tempo de espera Problemas da fila de espera Da mesma forma que a má qualidade, a longa espera por um serviço pode destruir o relacionamento da empresa com o cliente. Dessa forma, é essencial saber quando os momentos de pico ocorrerão e até que ponto podem ocasionar a espera do cliente. É importante impedir que longas filas tornem-se rotina, e impeçam a satisfação do cliente. A incerteza estatística ou a variabilidade pode afetar um processo de serviço. Geralmente essas influências podem ser divididas entre aquelas que afetam a demanda do processo e aquelas que afetam a oferta do processo (capabilidade, capacidade, qualidade). Qualquer dessas variabilidades pode levar o processo a perder sua capacidade de produzir com determinado grau de qualidade ou em determinada quantidade. Além disso, a variabilidade pode acarretar rupturas no processo e aumentar a probabilidade de ocorrência de um gargalo significativo. Um aspecto a se entender no que se refere à formação da fila é que, conforme a utilização de um processo aproxima-se de cem por cento, o tempo de espera aumenta em índice crescente (Fig. 21). Tempo de espera Utilização de 100% da capacidade Fig. 21: Tempo de espera versus utilização de capacidade Prof. Dr. José Paulo de Souza 25

26 Características dos problemas de filas de espera: Processo de chegada (ou de input) Que tipo de distribuição seguem as chegadas? As pessoas chegam isoladamente ou em grupo? O comprimento da fila funciona como fator inibitório de mais chegadas ou as pessoas que chegam vão simplesmente esperar por sua vez? Disciplina da fila Primeiro a chegar, primeiro a ser atendido? Aleatório? É permitido que as pessoas que chegam abandonem a fila de espera? Processo de serviço Que tipos de distribuição de probabilidades descrevem como as chegadas são atendidas pelo processo? A taxa de serviço é uma constante ou é também um evento de estocagem, como a taxa de chegada? Há mais de uma fila? Proposta de tratamento quantitativo Descobriu-se que muitos fenômenos de ocorrência comum aproximam-se de obedecer a um determinado tipo de distribuição de probabilidade chamado distribuição de Poisson. Tomando-se como referência essa distribuição, verifica-se que essa ancora as fórmulas mais simples para se examinar a filas de espera. O desempenho de uma fila de espera pode ser descrito, conforme tabela abaixo, considerando-se que há uma dependência de λ (taxa de chegada) e µ (taxa de serviço). Naturalmente a taxa de serviço deve ser maior que a taxa de chegada, caso contrário, o serviço jamais acompanharia a taxa de chegada, resultando em uma fila cada vez maior. Tabela 1 Fórmulas que descrevem o desempenho de uma fila de espera de canal único e fase com as taxas de chegada e serviço com distribuição de Poisson Média de utilização: λ / µ Número médio na fila de espera: λ 2 / (µ(µ λ) Número médio no sistema: λ (µ λ) Tempo médio na fila de espera: λ/(µ(µ λ) Tempo médio no sistema: 1 / (µ λ) Prof. Dr. José Paulo de Souza 26

27 Exemplo: O Escritório local do Departamento Estadual de Veículos Automotores era famoso pelas longas e cansativas filas de espera para se obter placas novas ou novas carteiras de motorista. Havia uma fila única no balcão de placas novas e uma fila única no balcão de carteiras de motorista. As pessoas que chegavam ao escritório recebiam senhas e podiam sentar e aguardar onde quisessem. Os funcionários de cada balcão iam chamando o próximo número a ser atendido e as pessoas eram assim atendidas pela ordem. Uma investigação durante toda uma manhã na segunda quinzena do mês revelou que as pessoas eram atendidas a uma taxa de 20 por hora e que estavam entrando na fila a um ritmo de 19 por hora. Qual seria o tempo de espera previsto e o número previsto de pessoas na fila a qualquer dado momento? Tempo médio na fila: λ/(µ(µ λ) = Comprimento médio da fila: λ2 / (µ(µ λ) O que seria necessário para reduzir a espera para menos de meia hora? O que seria necessário para reduzir a espera para 15 minutos? Observações importantes: 1) Os aumentos da capacidade têm maior impacto sobre a redução do tempo de espera quando a utilização de capacidade é alta. Quando a utilização de capacidade é menor, os aumentos de capacidade têm menos impacto. 2) Passar de um sistema de canal único para um sistema de canal duplo pode reduzir o tempo de espero de forma desproporcional. É o fundamento lógico dos caixas múltiplos dos restaurantes fast-food e dos bancos, por exemplo. 3) Aumentar a rapidez do serviço pode fazer um trabalho ainda melhor na agilização da passagem das pessoas pelo sistema. Em contraste, com múltiplas linhas de serviço, as pessoas podem esperar menos tempo na fila, embora possam gastar mais tempo no atendimento a elas prestado. Prof. Dr. José Paulo de Souza 27

28 3.2.6 Seqüenciamento nos processos por projeto Esta técnica, conforme será visto, permite que os administradores do projeto, em particular o PCP, tenham: Uma visão gráfica das atividades que compõem o projeto; Uma estimativa de quanto tempo o projeto consumirá; Uma visão de quais atividades são críticas para o atendimento do prazo de conclusão do projeto; Uma visão de quanto tempo de folga dispomos nas atividades não-críticas, o qual pode ser negociado no sentido de reduzir a aplicação de recursos, e conseqüentemente custos. Uma rede PERT/CPM é formada por um conjunto interligado de setas e nós (Figura 22): As setas representam as atividades do projeto que consomem determinados recursos (mãode-obra, máquinas, etc.) e/ou tempo, já os nós representam o momento de início e fim das atividades, os quais são chamados de eventos. Os eventos são pontos no tempo que demarcam o projeto e, diferente das atividades, não consomem recursos nem tempo. Os nós são numerados da esquerda para a direita e de cima para baixo. O nome da atividade aparece em cima da seta e sua duração em baixo. A direção da seta caracteriza o sentido de execução da atividade. Exemplo Atividade Dependência Nós Duração A B C A D B E B F C e D G E A 10 B D Cedo Tarde C 7 5 E F 5 G 4 6 Figura 22: Rede relacionada ao projeto. Prof. Dr. José Paulo de Souza 28

29 Para cada nó ou evento de uma rede que representa um projeto podemos calcular dois tempos que definirão os limites no tempo que as atividades que partem deste evento dispõem para serem iniciadas. O Cedo de um evento é o tempo necessário para que o evento seja atingido desde que não haja atrasos imprevistos nas atividades antecedentes deste evento. O Tarde de um evento é a última data de início das atividades que partem deste evento de forma a não atrasar a conclusão do projeto. Podemos definir para cada atividade integrante de um projeto quatro tempos que se referem as datas de início e término da atividade, quais sejam: PDI - Primeira data de início; PDT - Primeira data de término; UDI - Última data de início; UDT - Última data de término. O TD (tempo disponível) é o intervalo de tempo que existe entre a PDI e a UDT de uma atividade, ou seja, é o maior intervalo de tempo que uma atividade dispõem para ser realizada, sem alterar o Cedo do evento inicial nem o Tarde do evento final. Para cada atividade constante de um projeto podemos definir quatro tipos de folgas: Folga Total (FT) = TD - t Folga Livre (FL) = (Cedof - Cedoi) - t Folga Dependente (FD) = (Tardef - Tardei) - t Folga Independente (FI) = (Cedof - Tardei) - t) Atividade t Cedo Tarde FT FL FD FI i f i f A B C D E F G O caminho crítico é a seqüência de atividades que possuem folga total nula (conseqüentemente as demais folgas também são nulas) e que determina o tempo total de duração do projeto. As atividades pertencentes ao caminho crítico são chamadas de atividades críticas, visto que as mesmas não podem sofrer atrasos, pois caso tal fato ocorra, o projeto como um todo sofrerá este atraso. Prof. Dr. José Paulo de Souza 29