PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO PELO DIMENSIONAMENTO DE LOTES EM UM LATICÍNIO DE PEQUENO PORTE

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1 PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO PELO DIMENSIONAMENTO DE LOTES EM UM LATICÍNIO DE PEQUENO PORTE Laureilton Jose Almeida Borges (IFMG) Luciana Mendonca (IFMG) Fadua Maria do Amaral Sampaio (IFMG) Caroline Passos de Oliveira (IFMG) Joao Flavio de Freitas Almeida (IFMG) Este estudo foi realizado num laticínio de pequeno porte, localizado no Centro-Oeste de Minas Gerais, que possui uma demanda independente, assim, a empresa possui dificuldade para determinar quanto produzir e qual a quantidade ideal de estoque que deve manter para atender sua demanda. Tal estudo teve como objetivo analisar o processo de produção no âmbito da gestão da produção, a fim de resolver o problema de dimensionamento de lotes, determinando o tamanho do lote de produção e do volume a estocar do iogurte, de forma a atender a demanda ao menor custo possível sem ultrapassar sua capacidade produtiva. Utilizou-se como instrumentos de pesquisa, a observação pessoal e entrevistas semiestruturadas com os funcionários da linha de produção, por meio de visitas in loco. Assim, elaborou-se um modelo matemático de dimensionamento de lotes, que foi implementado no software GLPK. Com base na análise dos relatórios apresentados pelo software, constatou-se que o laticínio em estudo utiliza em média 85,25% de sua capacidade total para atender sua demanda, e sua utilização máxima foi de 89,74%. Por fim, concluiu-se que o laticínio possui gastos desnecessários com o armazenamento do estoque médio semanal, além de trabalhar com uma capacidade média ociosa de 15%. Palavras-chave: Gestão da Produção; Modelagem matemática; Custo de Produção

2 1. Introdução 1.1 Laticínio de pequeno porte O setor de leite e derivados é reconhecido por apresentar uma função econômica e social expressiva no mercado brasileiro, tornando-se parte fundamental na cadeia agroindustrial de alimentos do país. A produção de leite no Brasil em 2013 foi de 35 bilhões de litros, sendo que Minas Gerais se destaca como maior produtor de leite do país, tendo um volume de produção diário entre 10 a 11 milhões de litros (AGRODEBATE, 2014). Com essa produção de leite expressiva, o Brasil apresenta uma grande quantidade de indústrias de laticínios, sendo em sua maioria formadas por cooperativas e por pequenas e médias empresas de caráter familiar. De acordo com a classificação empresarial do SEBRAE (Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas, 2007), este tipo de empresa conta com até 9 funcionários e receita anual inferior a R$ ,00. Portanto, a empresa em estudo é considerada de pequeno porte e caráter familiar. 1.2 O Cenário O laticínio em estudo localiza-se na região Centro-Oeste de Minas Gerais e caracteriza-se como sendo de pequeno porte. Este possui capacidade máxima de recepção de 1500 L de leite/dia e sua área total construída é equivalente a 106,38 m 2. O produto fabricado e comercializado é o iogurte, de diversos sabores (morango, pêssego, ameixa e coco). A capacidade instalada para a fabricação do iogurte permite o processamento de 1000 L de leite, o que equivale a 1070 L de iogurte diariamente. A empresa possui instalação própria e atua no mercado a cerca de 3 anos. Atualmente não utiliza totalmente a sua capacidade instalada, uma vez que a produção do iogurte só ocorre três vezes/semana. Possui três funcionários, sendo o gerente o proprietário da empresa, e dois operadores de produção, sendo um deles responsável pela coordenação da produção. A carga horária dos funcionários é de 8 horas/dia. As vendas dos produtos são de responsabilidade do proprietário que vai até os supermercados de diversas cidades da região para entregar e negociar o produto, e nas escolas da cidade onde o laticínio está localizado, para o fornecimento do produto que é negociado através de 2

3 licitação. 1.3 O problema Este estudo foi realizado num laticínio que possui uma demanda independente, ou seja, que não está relacionada diretamente com outro fator conhecido, assim a empresa não sabe a quantidade ideal de produção e de estoque que deve manter para atender sua demanda. Dessa forma, têm-se como objetivo analisar o processo de produção do iogurte, no âmbito da gestão da produção, a fim de elaborar um modelo de dimensionamento de lotes para determinar o tamanho do lote de produção e do volume a estocar, de forma a atender a demanda ao menor custo possível sem ultrapassar sua capacidade produtiva. 2. Revisão de literatura 2.1 Gestão da produção A fim de atender os objetivos de curto, médio e longo prazo, todas as atividades desenvolvidas por uma organização se inter-relacionam de forma complexa, sendo que essas atividades, através de recursos produtivos, transformam insumos e matéria-prima em produtos acabados ou serviços. Assim, a gestão da produção é responsável por todas essas atividades da produção, desde a compra da matéria prima até a expedição (RITZMAN e KRAJEWSKI, 2004). A gestão da produção ou gestão de operações é a função administrativa que atinge todos os ramos da organização, especialmente a produção de bens e serviços, buscando alcançar o objetivo principal da empresa, ou seja, sua razão de existir. A sua dinâmica de operacionalização ocorre através da utilização das funções básicas da gestão (Planejar, Organizar, Comandar, Controlar e Coordenar), com o objetivo de promover com êxito as atividades inerentes à empresa (SLACK et al., 2007). Assim, a gestão da produção é um assunto prático que trata de problemas reais, uma vez que todos os produtos e serviços utilizados pelas pessoas provêm de um processo produtivo. Com o intuito de aumentar a eficiência dos processos de gestão da produção, diversas alternativas têm sido utilizadas, tais como: sistemas integrados de gerenciamento, reengenharia de processos, aplicação de técnicas japonesas de gerenciamento da produção e a 3

4 utilização de modelagem matemática. 2.2 Modelagem matemática A Pesquisa Operacional (PO), termo cunhado em 1938, foi uma das ferramentas utilizadas pelos cientistas na análise de situações militares. Atualmente, esta lida com problemas de como conduzir e coordenar certas operações em uma organização, e tem sido aplicada a diversas áreas (MOREIRA, 2013). De acordo com o autor supracitado, alguns especialistas apontam dois fatores que foram cruciais para o desenvolvimento da PO, sendo eles: a melhoria nas técnicas de PO, com avanços para a formulação de problemas como, por exemplo, o simplex criado por George Dantzig, em 1947, o outro fator foi a popularização dos computadores que facilitaram os longos e tediosos cálculos, que passaram de impraticáveis para comuns ao ser humano, com a utilização de aplicativos com interfaces baseadas em planilhas eletrônicas e em linguagens de modelagem computacional. A modelagem computacional é uma das importantes técnicas que auxilia nos processos de tomada de decisão em diversos segmentos, tais como manutenção, produção e sistemas de comunicação. Essa ferramenta possibilita construir modelos e avaliar o desempenho dum sistema ou processo, o que oferece maior confiança para o gestor responsável pela tomada de decisão. A representação matemática do que acontece na natureza, com base num modelo conceitual, elaborado a partir do levantamento e interpretação de dados, consiste na modelagem computacional deste modelo. Por meio da modelagem é possível prever o comportamento dos sistemas reais. 3. Elaboração do diagnóstico Para o desenvolvimento deste estudo, realizou-se inicialmente o diagnóstico da empresa, que teve como objetivo construir um conhecimento sobre a realidade organizacional e levantar pontos importantes para o estudo. Assim a elaboração deste diagnóstico compreendeu o levantamento de dados, a compreensão das etapas de produção e o processamento dos dados, a fim de obter o tempo de produção, a demanda semanal, a capacidade produtiva e o custo do iogurte. 4

5 3.1 Levantamento de dados Os instrumentos de pesquisa utilizados para a coleta de dados foram a observação pessoal e entrevistas semiestruturadas com os funcionários da linha de produção, por meio de visitas in loco. De acordo com Araújo (2007), a observação pessoal é uma ferramenta de pesquisa importante que pode auxiliar na coleta de dados e identificação da metodologia adequada para realizar a proposta do trabalho. Para Queiroz (1988) apud Duarte (2002), a entrevista semiestruturada é uma técnica de coleta de dados que supõe uma conversação continuada entre informante e pesquisador e que deve ser dirigida por este de acordo com seus objetivos. Desta forma, o presente trabalho caracteriza-se como sendo um estudo de caso. De acordo com Gil (1996) apud Miguel (2007), o estudo de caso é um estudo de natureza empírica o qual investiga um determinado fenômeno, normalmente contemporâneo, dentro de um contexto real de vida, quando as fronteiras entre o fenômeno e o contexto em que ele se insere não são claramente definidas. Refere-se uma análise minuciosa de um ou mais objetos (casos), para que permita o seu amplo e detalhado conhecimento. Segundo Ventura (2007), o estudo de caso pode ser classificado, de acordo com os objetivos da investigação, em intrínseco ou particular, quando procura compreender melhor um caso particular em si, em seus aspectos intrínsecos; instrumental, quando se examina um caso para se compreender melhor outra questão, algo mais amplo, orientar estudos ou ser instrumento para pesquisas posteriores; e coletivo, quando estende o estudo a outros casos instrumentais conexos com o objetivo de ampliar a compreensão ou a teorização sobre um conjunto ainda maior de casos. Este estudo classifica-se como um estudo de caso intrínseco. 4. Modelo de dimensionamento de lotes O dimensionamento de lotes é um modelo matemático utilizado na determinação da quantidade de cada item a ser produzida em uma ou várias máquinas e em cada período, de forma a atender a demanda de cada item. Baseado neste contexto, o dimensionamento de lotes é visto como um modelo de otimização da produção (MOLINA et al, 2013). Para o dimensionamento do lote de produção deve-se respeitar diversos fatores, tais como a capacidade limitada de fabricação, os custos de armazenamento dos itens e o custo de 5

6 produção, bem como levando em conta o tempo de preparação das máquinas dependente da sequência do processo (TOLEDO et al., 2002). O modelo matemático adotado para o dimensionamento de lotes do laticínio está apresentado abaixo (MORABITO et al., 2007): ;. ; ; (1) Função objetivo, a qual deseja minimizar o custo total proveniente da soma do custo de produção e custo de estocagem; (2) Essa restrição mostra que no primeiro período a quantidade produzida somada ao estoque inicial deve ser igual a demanda do produto mais a quantidade a estocar neste mesmo período; (3) Para os próximos períodos a quantidade a produzir somada com o estoque do período anterior deve ser igual a demanda mais a quantidade a estocar; (4) Mostra que o tempo total de produção deve ser menor ou igual a capacidade de processamento em cada período; (5) e (6) Mostra a condição de não negatividade, em que as variáveis devem assumir valores maiores ou iguais à zero. Após a obtenção dos dados, para implementar o modelo matemático de dimensionamento de lotes, utilizou-se GUSEK, que é um software de código aberto que provê ambiente de 6

7 desenvolvimento (IDE) para o GLPK (GNU Linear Programming Kit, Makhorin (2003)) usado para resolução de Problemas de Programação Linear (PPL) e Problemas de Programação Inteira Mista (PPIM) (ALMEIDA, 2008). Para implementação do modelo de dimensionamento de lotes considerou-se um período de 24 semanas, uma vez que a empresa trabalha com o planejamento operacional semanal. 5 Resultados e discussão 5.1 Processo produtivo do iogurte Sendo o iogurte o único produto fabricado pela empresa, viu-se a necessidade da realização deste estudo, uma vez que qualquer dimensionamento errôneo de sua produção ou estocagem afeta diretamente os resultados da empresa. Como a empresa não possui relatórios de produção observou-se a necessidade de calcular o custo real do iogurte, o tempo necessário e a capacidade de produção, assim como estimar a demanda e o estoque médio mantido pela empresa. Esses dados foram fundamentais para determinar o tamanho do lote de produção e do volume a estocar. Desta forma, a etapa inicial deste estudo se deu pelo mapeamento da produção do iogurte (Figura 1), a fim de conhecer as etapas de seu processamento, bem como os recursos necessários. 7

8 Figura 1- Fluxograma do processo produtivo do iogurte Fonte: Elaborado pelos autores (2014). Para a produção do iogurte, o leite é colocado em uma fermenteira, onde serão adicionados 11 kg de açúcar e aquecido a uma temperatura de 90 ºC, permanecendo a esta temperatura por aproximadamente 3 minutos. Decorrido este tempo, o leite é resfriado à temperatura de 38 C. Esse processo de aquecimento e resfriamento sequenciais é denominado pasteurização, cujo tempo gasto é de aproximadamente 2 horas. Em seguida, são adicionados 3 kg de fermento, 50 g de sorbato de potássio e 20 g de citrato, para cada 100 L de leite processados. Assim, o leite permanece na fermenteira por um período mínimo de 6 a 7 horas, controlandose a temperatura com termômetro apropriado, quando então é obtida sua coagulação. O ponto final da fermentação será controlado por meio do teste de acidez Dornic. Normalmente, considera-se boa uma acidez em torno de 65 D. Logo após ter atingido a acidez desejada, inicia-se a refrigeração da coalhada. Após uma hora de início do resfriamento, faz-se a primeira quebra da coalhada. Em seguida, realiza-se mais 3 vezes a quebra da coalhada e ao mesmo tempo fazendo-se circular água pelas paredes da fermenteira, a fim de diminuir sua temperatura. 8

9 Posteriormente, divide-se a mistura presente na fermenteira, colocando-a no tanque pulmão de acordo com as quantidades de cada sabor de iogurte a serem produzidos. Neste momento, acrescenta-se o aroma, corantes e polpa de fruta. Por fim, o iogurte será colocado na máquina de envase para ser distribuído em frascos de polietileno, de tamanhos variados (200 e 900 ml). Em seguida, os frascos são tampados, colocados em caixas plásticas e enviados à câmara de refrigeração, onde são mantidos a 5 C até a comercialização. 5.2 Tempo de produção Por meio da observação do processo produtivo do iogurte e entrevistas realizadas com o responsável pela produção obteve-se o tempo necessário para a fabricação de 535 L de iogurte (Quadro 1), sendo este o volume de produção fabricado no momento da coleta dos dados. Quadro 1 - Tempo total de produção de 535 L de iogurte TEMPO TOTAL DE PRODUÇÃO DE 535 L DE IOGURTE (H) Recepção do leite 0,15 Análise do leite 0,05 Transferência do leite para fermenteira 0,15 Pasteurização 2,00 Repouso 7,00 Teste acidez 0,05 Quebra da mistura 0,20 Divisão da mistura 0,20 Transferência iogurte para envasadora 0,05 Envasar e tampar os frascos 3,00 Datar, rotular, colocar frascos caixa e armazenar 2,00 TOTAL 14,85 Fonte: Elaborado pelos autores (2014). Com base no tempo total obtido para produção de 535 L de iogurte, que é de 14,85 h, foi possível calcular o tempo de produção para uma unidade do iogurte de 200 ml e 900 ml, que foram de 20 e 90 segundos, uma vez que 535 L iogurte é capaz de envasar 2675 ou 594 frascos, respectivamente. 5.3 Demanda semanal e capacidade produtiva 9

10 Para obtenção da demanda semanal foi feito o levantamento do volume de vendas obtido pela empresa nos últimos três meses, uma vez que a mesma possui histórico somente deste período. Assim, por meio de uma média aritmética entre tais valores e com base em relatos do proprietário a respeito das variações de demanda, foi possível prever as vendas para as próximas 24 semanas, conforme o Quadro 2. Quadro 2 - Previsão da demanda PREVISÃO DA DEMANDA Período (semanas) 1 a 12 ª 12 a 24 ª Iogurte 200 ml Iogurte 900 ml Fonte: Elaborado pelos autores (2014). Em relação à sua capacidade, a empresa possui duas máquinas (fermenteiras) que trabalham 8 horas por dia, totalizando uma capacidade de 16 horas diárias, porém, existe um tempo de envase de 3 horas, o que faz com que essa capacidade reduza para 13 horas, pois um novo processo só se inicia quando o envase termina. Portanto, a capacidade semanal será de 65 horas, que equivale a segundos. 5.4 Cálculo de custos do iogurte Para obtenção do custo total do iogurte comercializado pela empresa, foi feito o levantamento dos gastos envolvidos na produção de um litro deste produto, conforme o Quadro 3. Quadro 3 - Gastos envolvidos na produção de um litro de iogurte CUSTOS (R$/LITRO) Ingredientes 1,433 Combustível 0,042 Contador 0,003 Energia 0,034 Mão de obra 0,068 TOTAL 1,58 Fonte: Elaborado pelos autores (2014). Com base no custo obtido para produção de um litro de iogurte, que equivale a R$ 1,58, foi possível calcular o custo de produção do iogurte de 200 ml e 900 ml, que é de R$0,32 e R$1,42, respectivamente. O custo final pode ser observado no Quadro 4. 10

11 Quadro 4 - Custo final do iogurte de 200 e 900 ml CUSTOS (R$/FRASCO) Iogurte 200 ml Iogurte 900 ml Custo por frasco 0,32 1,42 Embalagem 0,21 0,48 Rótulo 0,01 0,01 TOTAL/FRASCO 0,54 1,91 Fonte: Elaborado pelos autores (2014). Para atender às possíveis demandas inesperadas a empresa mantém um estoque médio de 138 frascos de 900 ml, e nenhuma quantidade de frascos de 200 ml, uma vez que este produto é fabricado apenas por encomenda, não sendo necessário calcular seu custo de estocagem. Com base nestas informações, calculou-se o custo de produção do estoque médio de iogurte de 900 ml, por meio do produto entre a quantidade estocada e o custo unitário de produção, que foi de R$ 263,68. Em seguida, este valor foi multiplicado pela taxa SELIC, que é de 11,65% ao ano, obtendo-se o valor de R$ 30,71, que representa o custo total do estoque médio. Assim, foi possível obter o custo unitário de estocagem por meio da razão entre o custo total de estoque e a quantidade de produtos estocados, cujo valor obtido foi de R$ 0, Análise dos resultados obtidos Com base nos relatórios apresentados pelo aplicativo Gusek, após a implementação do modelo de dimensionamento de lotes, constatou-se que o laticínio em estudo utiliza em média 85,25 % de sua capacidade total para atender sua demanda, e sua utilização máxima foi de 89,74%. Isso mostra que a empresa não precisa manter estoque de produtos acabados, pois ela consegue atender toda sua demanda e ainda tem capacidade ociosa, fato comprovado pelos resultados da implementação, que apresentou nível de estoque zero em todos os períodos. O dimensionamento do lote a ser produzido em cada período para atender a demanda, com menor custo possível, é apresentado no Quadro 5. Quadro 5 - Custo final do iogurte de 200 e 900 ml 11

12 Período DIMENSIONAMENTO DE LOTES Quantidade produzida (unid) Iogurte de 200 ml Iogurte 900 ml Tempo de produção (s) Fonte: Elaborado pelos autores (2014). Dessa forma, o custo total mínimo para atender a demanda das 24 semanas é de R$ ,00, o qual foi calculado através da equação 1. Com base no Quadro 5, observou-se que no período 1 a empresa possui 15,7 horas de ociosidade. Já no período entre a 2ª e 12ª semana, a capacidade ociosa foi de 12,2 horas e entre a 13ª e 24ª semana foi de aproximadamente 6,7 horas. Diante dessa capacidade ociosa sugeriu-se que o laticínio incluísse um ou mais produtos na sua linha de produção, a fim de otimizar a utilização das suas instalações, evitando perdas. Caso esta sugestão seja aceita, deve-se realizar um estudo de maior abrangência, a fim de abordar os demais produtos a serem fabricados, identificando qual será a capacidade utilizada, incluindo a produção destes produtos, e observar se realmente não é necessário manter estoque de iogurte. 12

13 6. Conclusão Com a realização deste estudo foi possível analisar o processo de produção do iogurte e aplicar o modelo de dimensionamento de lotes, determinando o lote ideal a ser produzido semanalmente, sem ultrapassar a capacidade instalada, e verificando-se que não há necessidade de estocagem de iogurte para atender a demanda. Desta forma, constatou-se que o laticínio possui gastos desnecessários com o armazenamento do estoque médio semanal, pois o mesmo utiliza em média 85,25% de sua capacidade total para atender sua demanda, e sua utilização máxima foi de 89,74%. Por fim, o custo total mínimo da produção do lote dimensionado no período analisado foi de R$ ,00. REFERÊNCIAS Agrodebate. Produção de leite no Brasil deve ser de 37 bilhões de litros em Disponível em: < bilhoes-de-litros-em-2014.html>. Acessado em 11 de outubro de Almeida, João Flávio de Freitas. Dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção em uma empresa EMS. XXVIII Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Rio de Janeiro/ RJ Brasil, Araújo, Luis César G. de. Organização, sistemas e métodos e as tecnologias de gestão organizacional: arquitetura organizacional, benchmarking, empowerment, gestão da qualidade total, reengenharia: volume 1. 3º ed. São Paulo: Atlas Duarte, R. Pesquisa Qualitativa: Reflexões sobre o Trabalho de Campo. In: Cadernos de Pesquisa, n.115, Makhorin, Andrew. GLPK Reference Manual. Disponível em: gnu. org/software/glpk, (2003). Acessado em 10 de setembro de Miguel, P. A. C. Estudo de caso na engenharia de produção: estruturação e recomendações para sua condução. Produção, v. 17, n. 1, Jan./Abr Molina, Flávio; Morabito, Reinaldo; Araújo, Sílvio Alexandre de. Modelos matemáticos para problemas de dimensionamento de lotes com restrições de capacidade e custos de transporte. Gest. Prod., São Carlos, v. 20, n. 3, p , Morabito, Reinaldo; Arenales, Marcos; Armentano Vinicius. Pesquisa operacional: para cursos de engenharia MOREIRA, Daniel Augusto. Pesquisa Operacional. 2 ed. Revisado e atualizado- São Paulo: Cengage Learning, Ritzman, L. P.; Krajewski, L. J. Administração da produção e operações. 2º e. São Paulo: Pearson Education do Brasil, Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas SEBRAE. Fatores condicionantes e taxas de sobrevivência e mortalidade das micro e pequenas empresas no Brasil Brasília: SEBRAE,

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