Planejamento e Controle da Produção I

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1 Planejamento e Controle da Produção I Sequenciamento e Emissão de Ordens Prof. M.Sc. Gustavo Meireles 2012 Gustavo S. C. Meireles 1 Introdução Programação da produção: define quanto e quando comprar, fabricar ou montar cada item necessário à composição dos PA s, com base no PMP e nos registros de controle de estoques. Como resultado, são emitidas ordens de compra, de fabricação e de montagem. Administração de estoques: encarregada de planejar e definir os estoques, definindo tamanho de lotes, modelos de reposição e estoques de segurança do sistema Gustavo S. C. Meireles 2 Introdução O seqüenciamento depende do tipo de sistema produtivo: Processos contínuos: velocidade do fluxo; Repetitivos em massa: equilibrar o ritmo entre os postos de trabalho; Repetitivos em lote: definir regras para a seqüência de ordens e alocação de recursos; Por projeto: atender aos prazos definidos pelo caminho crítico 2012 Gustavo S. C. Meireles 3 1

2 Processos Contínuos Normalmente 1 produto por instalação; Programação da produção: definição da velocidade dada ao sistema produtivo para atender a demanda; Mais de um produto na instalação: produção com lotes únicos de cada item devido ao alto custo dos equipamentos produtivos; Maior preocupação: chegada MP e manutenção das instalações Gustavo S. C. Meireles 4 Processos Repetitivos em Massa Produtos altamente padronizados porém identificáveis individualmente; Demandas grandes e estáveis; Instalações especializadas e pouco flexíveis Gustavo S. C. Meireles 5 Processos Repetitivos em Massa Programação da produção: Buscar um ritmo equilibrado entre os vários postos de trabalho: balanceamento de linha; Atender economicamente uma taxa de demanda (tempo de ciclo de trabalho); Balanceamento: definir conjunto de atividades que serão executadas de forma a garantir um tempo de processamento igual (tempo de ciclo) entre os postos de trabalho; Tirar o máximo de produtividade e sincronismo dos recursos Gustavo S. C. Meireles 6 2

3 Processos Repetitivos em Massa admitindo-se que um produto é montado em uma linha que trabalha 480 minutos por dia (8 horas) a partir de seis operações sequenciais, com os seguintes tempos unitários, determine: Os limites inferior e superior de capacidade; O tempo de ciclo para uma demanda de 240 unidades por dia; O número mínimo de postos de trabalho; Quais operação compõem cada posto de trabalho; O índice de eficiência (utilização) Gustavo S. C. Meireles 7 Processos Repetitivos em Massa 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 1. Cálculo dos limites de capacidade: TP CP TC CP = capacidade de produção por dia TP = Tempo disponível para produção por dia TC = Tempo de ciclo em minutos por unidade Limite inferior: TC = soma dos tempos das operações TP CP Inferior TC 480min 106,6 106unidades por dia 4,5min 2012 Gustavo S. C. Meireles 8 Processos Repetitivos em Massa Limite superior: TC = maior dos tempos individuais das operações TP 480min CP Superior 480unidades por dia TC 1,0min 2. Cálculo do tempo de ciclo: TP TC D TC = Tempo de ciclo em minutos por unidade TP = Tempo disponível para produção por dia D = Demanda esperada por dia TP TC D 480 2,0 minutos por unidade Gustavo S. C. Meireles 9 3

4 Processos Repetitivos em Massa 3. Cálculo do número mínimo de postos de trabalho: t N Mínimo TC N Mínimo 4,5 2,25 3 2,0 4. Montagem dos postos de trabalho: N mínimo = número mínimo de postos de trabalho t = tempo de cada operação TC = tempo de ciclo postos Posto 1 = operação 1 + operação 2 = 0,8 + 1,0 = 1,8 min Posto 2 = operação 3 + operação 4 = 0,5 + 1,0 = 1,5 min Posto 3 = operação 5 + operação 6 = 0,5 + 0,7 = 1,2 min 2012 Gustavo S. C. Meireles 10 Processos Repetitivos em Massa 5. Cálculo do índice de eficiência (utilização): I Eficiência 1 tempolivre N TC I eficiência = Índice de eficiência da alternativa tempo livre = Tempo de ciclo menos o tempo de cada posto N = Número de postos de trabalho I Eficiência 2,0 1,8 2,0 1,5 2,0 1,2 1 0,75 3 2,0 ou 75% 2012 Gustavo S. C. Meireles 11 Produção de um volume médio de itens padronizados em lote; Cada lote é programado à medida em que as operações anteriores sejam concluídas; Sistema produtivo relativamente flexível, com equipamentos menos especializados; O sistema de administração de estoques define a quantidade e quando os itens são necessários enquanto que o sequenciamento define as prioridades na alocação de recursos Gustavo S. C. Meireles 12 4

5 Decisões do seqüenciamento: Escolha da ordem a ser processada dentre uma lista de ordens: estabelecimento de prioridades entre os diversos lotes de fabricação concorrentes por um mesmo grupo de recursos; Escolha do recurso a ser utilizado dentre uma lista de recursos disponíveis. Regras de seqüenciamento: Usadas para selecionar qual dos lotes esperando na fila de um grupo de recursos terá prioridade de processamento, bem como qual o recurso deste grupo será carregado com esta ordem. Informações utilizadas: tempo de processamento (lead time) e data de entrega Gustavo S. C. Meireles 13 Regras de seqüenciamento (cont.): As regras podem ser classificadas segundo várias óticas: 1 2 estáticas dinâmicas locais globais não alteram as prioridades quando ocorrem mudanças no sistema produtivo alteram as prioridades, acompanhando as mudanças consideram apenas a situação da fila de trabalho de um recurso consideram as informações dos outros recursos, principalmente do antecessor e do sucessor, na definição das prioridades 2012 Gustavo S. C. Meireles 14 Regras de seqüenciamento (cont.): 3 As regras podem ser classificadas segundo várias óticas (cont.): prioridade simples combinação regras prioridades simples índices ponderados heurísticas sofisticadas de de baseiam-se um uma característica específica do trabalho a ser executado (data de entrega, tempo de folga etc) consiste em aplicar diferentes regras de prioridades simples adotam pesos para diferentes regras simples utilizam técnicas de inteligência artificial, algoritmos genéticos e simulação 2012 Gustavo S. C. Meireles 15 5

6 Regras de seqüenciamento (cont.): A eficiência de um seqüenciamento é medida em termos de três fatores: Lead time médio Atraso médio Estoque em processo médio 2012 Gustavo S. C. Meireles 16 Regras de seqüenciamento (cont.): Regras de seqüenciamento mais empregadas: Sigla Especificação Definição PEPS Primeira que entra primeira que sai Os lotes serão processados de acordo com sua chegada no recurso MTP MDE IPI Menor tempo de processamento Menor data de entrega Índice de prioridade Os lotes serão processados de acordo com os menores tempos de processamento no recurso Os lotes serão processados de acordo com as menores datas de entrega Os lotes serão processados de acordo com o valor da prioridade 2012 Gustavo S. C. Meireles 17 Regras de seqüenciamento (cont.): Regras de seqüenciamento mais empregadas: Sigla Especificação Definição ICR Índice crítico Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de: (data de entrega data atual) / tempo de processamento IFO IFA Índice de folga Índice da falta Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de: (Data de entrega Σ tempo de processamento restante) / número de operações restante Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de: quantidade em estoque / taxa de demanda 2012 Gustavo S. C. Meireles 18 6

7 Regras de seqüenciamento (cont.): Características: Simplicidade: as regras devem ser simples e rápidas de explicar e entender; Transparência: a lógica por trás das regras deve estar clara; Interatividade: as regras devem facilitar a comunicação entre programadores, supervisores e operação; Geração de prioridades palpáveis: as prioridades geradas devem ser de fácil interpretação; Facilidade no processo de avaliação: além do seqüenciamento, as regras devem promover a avaliação do desempenho de utilização dos recursos produtivos Gustavo S. C. Meireles 19 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 apresentadas na tabela a seguir. Fazer o sequenciamento das ordens nas seguintes regras: PEPS, MTP, MDE, IPI, ICR, IFO. Para a regra PEPS, vamos admitir que as ordens deram entrada em carteira no sentido da para a Gustavo S. C. Meireles 20 Ordens Processamento (horas) Máquina A Máquina B Entrega (horas) Prioridade OF Gustavo S. C. Meireles 21 7

8 Regra PEPS: ---OF4- Máq. B OF4 Máq. A OF Lead time total (h) Lead time médio (h) Atraso médio (h) Tempo de espera médio (h) 31 31/5 = 6,2 ( )/5 = 10,2 ( )/5 = 2, Gustavo S. C. Meireles 22 Regra MTP: OF4---- Máq. B OF4 Máq. A OF Lead time total (h) Lead time médio (h) Atraso médio (h) Tempo de espera médio (h) 29 29/5 = 5,8 ( )/5 = 3,2 ( )/5 = Gustavo S. C. Meireles 23 Regra MDE: -OF4--- Máq. B OF4 Máq. A OF Lead time total (h) Lead time médio (h) Atraso médio (h) Tempo de espera médio (h) 29 29/5 = 5,8 ( )/5 = 3,8 ( )/5 = 0, Gustavo S. C. Meireles 24 8

9 Regra IPI: -OF4--- Máq. B OF4 Máq. A OF Lead time total (h) Lead time médio (h) Atraso médio (h) Tempo de espera médio (h) 31 31/5 = 6,2 ( )/5 = 10,6 ( )/5 = 4, Gustavo S. C. Meireles 25 Regra ICR: ----OF4 Máq. B OF4 Máq. A OF Lead time total (h) Lead time médio (h) Atraso médio (h) Tempo de espera médio (h) 32 32/5 = 6,4 ( )/5 = 9,0 ( )/5 = 1, Gustavo S. C. Meireles 26 Regra IFO: --OF4-- Máq. B OF4 Máq. A OF Lead time total (h) Lead time médio (h) Atraso médio (h) Tempo de espera médio (h) 29 29/5 = 5,8 ( )/5 = 4,6 ( )/5 = 1, Gustavo S. C. Meireles 27 9

10 Regra Lead time total (h) Lead time médio (h) Atraso médio (h) Tempo de espera médio (h) PEPS 31 31/5 = 6,2 ( )/5 = 10,2 ( )/5 = 2,4 MTP 29 29/5 = 5,8 ( )/5 = 3,2 ( )/5 = 0 MDE 29 29/5 = 5,8 ( )/5 = 3,8 ( )/5 = 0,6 IPI 31 31/5 = 6,2 ( )/5 = 10,6 ( )/5 = 4,2 ICR 32 32/5 = 6,4 ( )/5 = 9,0 ( )/5 = 1,8 IFO 29 29/5 = 5,8 ( )/5 = 4,6 ( )/5 = 1, Gustavo S. C. Meireles 28 Teoria das restrições: O surgimento se deu através da procura por novas alternativas para a lógica convencional e planejamento e controle da produção via MRP; Foi desenvolvido um software chamado OPT (optimized production technology); Esse software foi desenvolvido considerando as estruturas do produto (lista de materiais) e do processo (rotina de operações) simultaneamente; Torna viável a análise em paralelo entre capacidade de produção e seqüenciamento do programa; 2012 Gustavo S. C. Meireles 29 Teoria das restrições (cont.): As questões levantadas pelo software foram estruturadas em um conjunto de regras ou conceitos conhecidos como teoria das restrições que tem por base o princípio do gargalo; Gargalo é um ponto do sistema produtivo que limita o fluxo de itens no sistema; Existem quatro tipos básicos de relacionamentos entre recursos gargalos e não-gargalos 2012 Gustavo S. C. Meireles 30 10

11 Teoria das restrições (cont.): Gargalo Não Gargalo Tipo 1 Não Gargalo Gargalo Tipo 2 Não Gargalo Gargalo Montagem Tipo 3 Não Gargalo Gargalo Tipo Gustavo S. C. Meireles 31 Teoria das restrições (cont.): A divisão dos recursos produtivos em gargalos e não gargalos e a forma como eles se relacionam definem o fluxo produtivo, os custos com estoques e as despesas operacionais 2012 Gustavo S. C. Meireles 32 Teoria das restrições (cont.): Regra 1: A taxa de utilização de um recurso nãogargalo não é determinada por sua capacidade de produção, mas sim por alguma outra restrição do sistema; Regra 2: Utilização e ativação de um recurso não são sinônimos Regra 3: Uma hora perdida em um recurso gargalo é uma hora perdida em todo o sistema produtivo; Regra 4: Uma hora ganha em um recurso nãogargalo não representa nada; Regra 5: Os lotes de processamento devem ser variáveis e não fixos; 2012 Gustavo S. C. Meireles 33 11

12 Teoria das restrições (cont.): Regra 6: Os lotes de processamento e transferência não necessitam ser iguais; Regra 7: Os gargalos governam tanto o fluxo como os estoques do sistema; Regra 8: A capacidade do sistema e a programação das ordens devem ser consideradas simultaneamente e não seqüencialmente; Regra 9: Balanceie o fluxo e não a capacidade; Regra 10: A soma dos ótimos locais não é igual ao ótimo global Gustavo S. C. Meireles 34 Teoria das restrições (cont.): Em função da dificuldade de implementação desses conceitos sem o auxílio de um software OPT, podese empregar os cinco passos abaixo para direcionar as ações de programação da produção: 1. Identificar os gargalos restritivos do sistema; 2. Programar os gargalos de forma a obter o máximo de benefícios; 3. Programar os demais recursos em função da programação anterior; 4. Investir prioritariamente no aumento da capacidade dos gargalos restritivos do sistema; 5. Alterando-se os pontos gargalos restritivos, volta-se ao passo Gustavo S. C. Meireles 35 Atender a demanda específica de um determinado cliente, que não se repetirá; Os recursos são temporariamente alocados a este produto; O PCP é responsável pela alocação dos recursos para garantir a data de conclusão do projeto; A técnica mais usada para planejar, sequenciar e acompanhar projetos é a PERT/CPM; 2012 Gustavo S. C. Meireles 36 12

13 Esta técnica permite: Visão gráfica das atividades Estimativa do tempo Visão das atividades críticas Visão do tempo de folga das atividades não críticas O assunto será apresentado em quatro etapas: Montagem Cálculo dos tempos e determinação do caminho crítico Emprego dos tempos probabilísticos Adequação aos fatores de custo 2012 Gustavo S. C. Meireles 37 Rede PERT/CPM: Setas: atividades do projeto que consomem recursos e/ou tempo; Nós: momento de início e fim das atividades. São chamados de eventos. Eventos: pontos no tempo que demarcam o projeto e não consomem recursos ou tempo; Nome da atividade aparece em cima da seta e sua duração em baixo; A direção da seta caracteriza o sentido de execução da atividade Atividade fantasma: atividade que não consome tempo nem recursos. Criada quando duas atividades possuem o mesmo nó de início e de fim. Caminho: ligação existente entre o nó inicial e o nó final Gustavo S. C. Meireles 38 Rede PERT/CPM cálculo dos tempos: Cedo: tempo necessário para que o evento seja atingido. Valor máximo entre todos os valores dos tempos de conclusão das atividades que chegam a esse evento. (Cedo do evento inicial + tempo de execução) Tarde: última data de início das atividades que partem desse evento de forma a não atrasar a conclusão do projeto. Valor mínimo entre todos os valores dos tempos de início das atividades que partem deste evento. (Tarde do evento aonde a atividade chega tempo de execução) Gustavo S. C. Meireles 39 13

14 Rede PERT/CPM cálculo dos tempos: PDI (primeira data de início): data mais cedo que uma atividade pode iniciar; PDT (primeira data de término): data mais cedo que uma atividade pode ser concluída; UDI (última data de início): data mais tarde que uma atividade pode ser iniciada; UDT (última data de término): data mais tarde que uma atividade pode ser concluída; TD (tempo disponível): intervalo de tempo entre PDI e UDT 2012 Gustavo S. C. Meireles 40 Atividade Dependência Nós Duração A B C A D B E B F C e D G E C A F 10 5 D B 5 G 6 4 E Gustavo S. C. Meireles Rede PERT/CPM cálculo dos tempos: Folga total (FT) = TD t: atraso máximo da atividade sem alterar a data final de conclusão; Folga livre (FL) = (Cedo f Cedo i ) t: atraso máximo da atividade sem alterar a data Cedo do seu evento final; Folga dependente (FD) = (Tarde f Tarde i ) t: período para realização da atividade iniciando no Tarde do evento inicial e não ultrapassando o Tarde do evento final; Folga independente (FI) = (Cedo f Tarde i ) t: período para realização da atividade iniciando no Tarde do evento inicial e não ultrapassando o Cedo do evento final. Caminho crítico: seqüência de atividades que possuem folga total nula 2012 Gustavo S. C. Meireles 42 14

15 Atividade t Cedo Tarde i f i f FT FL FD FI A B C D E F G Caminho crítico: A-C-F 2012 Gustavo S. C. Meireles 43 Tempos probabilísticos: Tempo previsto de conclusão da atividade: associado ao nível de recursos alocados; Estimativas determinísticas: tempo previsto com alto grau de confiabilidade; Estimativas probabilísticas: estimativas sujeitas a variações aleatórias; incluem uma indicação do grau de variabilidade das previsões. Tempo médio esperado de cada atividade: t e = (t p + 4.t m + t o ) / 6 t p = tempo pessimista: tempo com condições desfavoráveis t m = tempo mais provável: tempo com condições normais t o = tempo otimista: tempo com condições favoráveis 2012 Gustavo S. C. Meireles 44 Tempos probabilísticos (cont.): Variância: grau de incerteza da previsão: 2 t 6 p t o A variância total do projeto é a soma das variâncias do caminho crítico. Caso haja mais de um caminho crítico, adotar a menor; O tempo esperado total é a soma dos tempos médios esperados. K: probabilidade do projeto ficar concluído em determinado prazo: K = (t t total ) / Gustavo S. C. Meireles 45 15

16 Atividade Dependência Nós Duração to tm tp te A ,83 0,25 B ,83 0,25 C A ,5 6,75 0,17 D B 3-4 4, ,08 0,06 E B ,16 0,25 F C e D 4-6 4,5 5 6,5 5,16 0,11 G E ,83 0, Gustavo S. C. Meireles ,83 9,83 A 9,83 B 2 5,83 5,83 3 8,75 C 6,75 D 5,08 E 9,16 16,58 16,58 4 F 5,16 6 G 3, ,99 17,91 21,74 21,74 Tempo Esperado: 21,74 Variância: (0,25+0,17+0,11) = 0,53 Probabilidade do projeto ser concluído em 23 dias: 23 21, 74 K 1, 73 0, Gustavo S. C. Meireles 47 Aceleração de uma rede: As estimativas de tempo das atividades estão relacionadas à quantidade de recursos alocados; Pode-se adicionar ou retirar recursos para acelerar ou desacelerar seu prazo de conclusão; Duas análises de custos podem ser feitas: Analisar as folgas das atividades não críticas para reduzir recursos; Analisar as atividades do caminho crítico para reduzir ou aumentar o prazo de conclusão 2012 Gustavo S. C. Meireles 48 16

17 Atividade Tempo normal Tempo Acelerado Custo por unidade de tempo reduzido A 10 8 $ 100 B 6 5 $ 600 C 7 6 $ 500 D E 9 7 $ 300 F 5 2 $ 300 G 4 3 $ 500 Reduzir de 22 para 18 unidades de tempo Gustavo S. C. Meireles C A F 10 5 D B 5 G E Atividade A-C-F B-D-F B-E-G Custo Início A A F F E Gustavo S. C. Meireles TOTAL