MOG 45 GESTÃO DE OPERAÇÕES. Professor: Rodrigo A. Scarpel

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1 MOG 45 GESTÃO DE OPERAÇÕES Professor: Rodrigo A. Scarpel

2 Programação da disciplina: Semana Conteúdo 1 Apresentação da disciplina. Competitividade, Estratégia e a Gestão de Operações. 2 Seleção de Processo e Projeto de Produtos. 3 Previsão em Gestão de Operações. Planejmento agregado da produção. 4 Linhas de Produção: Planejamento do arranjo físico e da capacidade. 5 Linhas de Produção: Planejamento da produção e customização em massa. 6 Produção intermitente: Planejamento do arranjo físico, de capacidade e da produção. 7 Prova 1 8 Correção da Prova. Tecnologia em Gestão de Operações. 9 (1) Produção em Lotes: Planejamento do arranjo físico e da capacidade. Tecnologia de Grupo. 10 (2) Produção em Lotes: Planejamento e sequenciamento da Produção. 11 (3) Gestão dos estoques e da cadeia de suprimentos. 12 (4) Melhoria em Operações: Qualidade. 13 (5) Melhoria em Operações: Produtividade. 14 (6) Manufatura enxuta e Just-in-time. 15 (7) Prova 2 16 (8) Correção da Prova. Fechamento da disciplina.

3 Repetidas / Divididas Baixa Tarefas Diversas/ Complexas Variedade Alta Tipos de processo e de layout: Relação entre os tipos de processo e de layout: Posição Fixa Processo de Projeto Tipos de Tipos Processo de Processo Processo Processo de Projeto de Projeto Tipos de Tipos Layout de Layout Posição Posição fixa fixa Baixo Processo em Jobbing Por Processo Processo em Lotes Celular Processo em Massa Volume Produto / Processo Linha Contínuo Alto Processo Processo de Jobbing de Jobbing Por processo Por processo Processo Processo em Lotes em Lotes Celular Celular Processo Processo em Massa em Massa Por produto Por produto / Em linha / Em linha Processo Processo Contínuo Contínuo Produção Intermitente Produção em lotes (sob encomenda) Produção em lotes (por família) Linhas de Produção (+ Customização em massa)

4 Repetidas / Divididas Baixa Repetidas / Divididas Baixa Tarefas Tarefas Diversas/ Complexas Variedade Alta Diversas/ Complexas Variedade Alta Produção em lotes: Produção em lotes (sob encomenda) x Produção em lotes (por família) Processo de Projeto Diferenças: Volume Processo de Projeto Processo em Jobbing Variedade Processo em Jobbing Processo em Lotes Layout Custo Processo em Lotes Processo em Massa Processo Contínuo Conformidade Padronização Agilidade Processo em Massa Processo Contínuo Baixo Volume Alto Baixo Volume Alto

5 MOG 45 PRODUÇÃO EM LOTES (SOB ENCOMENDA) Professor: Rodrigo A. Scarpel

6 Repetidas / Divididas Baixa Tarefas Diversas/ Complexas Variedade Alta Introdução: Produção em lotes (sob encomenda): sistema estoque de reserva (make-to-stock), com produção empurrada (pelo planejamento), utilizando layout funcional (por processo). Tipos de Processo Tipos de Layout Processo de Projeto Processo em Jobbing Processo de Projeto Processo de Jobbing Posição fixa Por processo Fatores ganhadores de Processo em Lotes Processo em Massa Processo Contínuo Processo em Lotes Processo em Massa Processo Contínuo Celular Por produto / Em linha pedido: - Flexibilidade do processo - Qualidade (conformidade) - Atendimento no prazo Baixo Volume Alto Questões críticas: Projeto do layout, Tamanho do lote e Controle da produção.

7 Tipos de Layout: Funcional Por processo (ou funcional): recursos ou processos similares são localizados juntos uns aos outros. Ex: Hospital, oficinas de reparo de automóveis, usinagem de peças. Projeto detalhado do arranjo físico: Se trata de um problema combinatório (alocação dos centros de trabalho para minimizar o deslocamento) respeitando: A área requerida para os centros de trabalho O nível e a direção do fluxo entre cada par de centros de trabalho Diagrama de fluxo

8 Projeto detalhado de arranjo físico: Arranjo físico por processo (funcional): Ex: Diagrama de fluxo Diagrama de fluxo: indica o nível e a direção de fluxo entre centros de trabalho. Eficácia do deslocamento (=distância percorrida): Eficácia i j F ij D ij ou Eficácia i j F C em que F ij é o fluxo em carregamento do centro i para o centro j (input) C ij é o custo da jornada entre o centro i e o centro j (input) D ij é a distância do centro i para o centro j ij ij D ij

9 Projeto detalhado de arranjo físico: Arranjo físico por processo (funcional): Resolução: 1. Faça uma um layout esquemático inicial colocando próximo os centros com fluxo mais intenso. 2. Ajuste o layout esquemático de forma a levar em conta as restrições da área dentro da qual o layout deve caber. 3. Desenhe os layout físico mostrando as áreas reais dos centros de trabalho e as distâncias que os materiais e pessoas devem percorrer (e estime a eficácia do arranjo). 4. Cheque se a troca da localização dos centros faz reduzir a distância total percorrida (aumenta a eficácia do arranjo). Exemplo: A B K I H CORREDOR J G D C E F

10 Tamanho do lote: O problema do lote econômico de produção: Variável de decisão: Q = tamanho do lote (unidades) Dados: D = Demanda (unidades por unidade de tempo, usualmente por mês) K = custo de preparação ou setup($) h = custo de estocagem ($/unidade/unidade de tempo) Custo Total ($/ano) = custo de estocagem + custo de setup = I MAX 2 h D Q K Hipóteses: - Apenas um item produzido - Demanda conhecida - Taxa de uso (demanda) é constante - Uso é contínuo, mas produção é periódica - Tempo de preparação (setup) constante - Não há desconto pela quantidade

11 Tamanho do lote: O problema do lote econômico de produção: Q 2DK h p p d em que p: taxa de produção d: taxa de demanda Tempo de ciclo: Q d Tempo de produção: Estoque máximo: Q p Q p p d Ex: Um fabricante de brinquedos demanda rodas de plástico por mês. Ele produz as próprias rodas com uma taxa de produção Q 2(4000) ,6 de 800 unidades/dia. As rodas são utilizadas uniformemente ao longo do mês e o custo de estoque é de $1 por unidade/mês. O custo de setup é de $200 e a empresa opera 20 dias/mês. Tempo de ciclo = / 200 = 7,3 dias Tempo de produção = (1.461/800)=1,825 dias Estoque máx=(1.461/800)( )=1.096 un

12 Controle da produção: Hierarquia de planejamento: LONGO PRAZO MÊS 1 MÊS 2 MÊS 3 MÊS 18 Grupos e famílias de produtos Planejamento Agregado da Produção MÉDIO PRAZO SEM 1 SEM 2 SEM 3 SEM 12 SEM 4 Produtos Plano mestre da Produção CURTO PRAZO SEMANA 1 SEMANA 2 SEMANA 3 SEMANA 4 Componentes MRP CURTÍSSIMO PRAZO SEGUNDA TERÇA QUARTA QUINTA SEXTA Operações Programação / Sequenciamento da Produção

13 Sistema Empurrado (Push) : Atividades são programadas por meio de um sistema central (MRP). Cada centro de trabalho empurra o trabalho sem levar em consideração se o centro de trabalho seguinte pode utilizá-lo. Foco na utilização da capacidade.

14 Plano Mestre da Produção: Objetivo: Desagregar o plano agregado gerando os cronogramas de produção, compra de materiais e de entrega dos produtos acabados com as quantidades e datas. Janela de tempo: Fixa (fechada) Semifechada Aberta Reunião de S&OP: Previsão de Vendas Pedidos de Compra Estoque inicial Capacidade produtiva Plano de Fornecimento

15 Plano Mestre da Produção: Exemplo: Estoque inicial: 64 Junho Julho Previsão Ordens firmes Estoque projetado Plano mestre (70 un) Estoque atualizado Fixa (fechada) Não haverá produção deste item e novas vendas 11 unidades Semi-fechada Será produzido um lote deste item no período 3 e novas vendas 56 unidades ( ). Aberta Pretende-se produzir 3 lotes deste item e novas vendas 208 unidades (3*70 2)

16 MRP (Material Requirement Planing): O MRP é um sistema de planejamento da necessidade de materiais criado na década de 70. Entradas e saídas do MRP: Carteira de pedidos Restrições de capacidade Plano mestre da Produção Previsão de vendas Lista de materiais Planejamento da necessidade de materiais (MRP) Registros de estoque Ordens de compra Planos de materiais Ordens de produção

17 Entradas do MRP: Lista de materiais / árvore do produto: traz todas as relações pai-filho entre todos os itens de um produto. Exemplo: Demanda independente Demanda dependente Pedido: lapiseiras (P207) Necessidades brutas: 10 g de Corante Azul 17 kg de Plástico ABS 2 m de Fio de borracha 4 kg de Tira 0,1 mm Molas 50 g de Corante preto Suportes de garra Capas de garra Garras Guias de ponteira

18 Entradas do MRP: Necessidades brutas de materiais e lead-time (estimados a partir da lista de pedidos). Exemplo: Considerações sobre lead-time: Itens produzidos: Itens comprados:

19 Processamentos do MRP: Escalonamento no tempo para obtenção dos itens (necessidades brutas). Exemplo: Pedido: lapiseiras (P207) Entrega: semana 21

20 Processamentos do MRP: Cálculo das necessidades líquidas (necessidades brutas estoque projetado). Exemplo: Lista de materiais Planejamento da necessidade de materiais (MRP) Registros de estoque

21 Processamentos do MRP: Registro básico e processo do MRP (relações pai-filhos). Exemplo:

22 Processamentos do MRP: Relações Pai-Filho (múltiplos pedidos): Pedidos: i. Semana 2: 300 lapiseiras ii. Semana 4: 200 lapiseiras iii. Semana 7: 500 lapiseiras iv. Semana 8: 500 lapiseiras v. Semana 10: lapiseiras

23 Sequenciamento: O sequenciamento se refere a ordem em que as tarefas (pedidos) serão executados. Entrada: ordens de produção (indicados pelo MRP, pedido a pedido) Regras de prioridade normalmente utilizadas: FIFO (First In Firts Out): respeitando a sequência das chegadas Data prometida: de acordo com a data de entrega prometida Operação mais curta: quanto mais rápida a tarefa, antes ela será executada Exemplo: pedidos conforme a ordem de chegada Tarefas / Pedidos Tempo de processo (dias) Data prometida A 5 6 B 3 5 C 6 8 D 2 7 E 1 3

24 Sequenciamento: Exemplo: FIFO: Tarefas / Pedidos Tempo de processo (dias) Início Término Data prometida Atraso (dias) A B C D E Atraso total: 32 dias Atraso médio: 6,4 dias Data prometida: Tarefas / Pedidos Tempo de processo (dias) Início Término Data prometida Atraso (dias) E B A D C Atraso total: 16 dias Atraso médio: 3,2 dias Operação mais curta: Tarefas / Pedidos Tempo de processo (dias) Início Término Data prometida Atraso (dias) E D B A C Atraso total: 15 dias Atraso médio: 3,0 dias

25 Sequenciamento: E quando deve-se fazer o sequenciamento de n trabalhos em dois centros de trabalho? Exemplo: Tempo de processamento (min) Tarefa / Pedido Impressão Encadernação A B C D E F Regra da operação mais curta: Menor tempo: D 1ª tarefa Próximo menor tempo: B 2ª tarefa Próximo menor tempo: A 3ª tarefa Próximo menor tempo: E 4ª tarefa Próximo menor tempo: F 5ª tarefa Próximo menor tempo: C 6ª tarefa Impressão D B A E F C Encadernação D B A E F C T = 396 min

26 Sequenciamento: Regra de Johnson: aplica-se ao sequenciamento de n trabalhos em dois centros de trabalho Exemplo: Tempo de processamento (min) Tarefa / Pedido Impressão Encadernação A B C D E F Regra: Menor tempo: B / impressão B: 1ª tarefa Próximo menor tempo: D / encadernação D: 6ª tarefa Próximo menor tempo: A / encadernação A: 5ª tarefa Próximo menor tempo: E / impressão E: 2ª tarefa Próximo menor tempo: F / impressão F: 3ª tarefa Próximo menor tempo: C / encadernação C: 4ª tarefa Impressão B E F C A D Encadernação B E F C A D T = 374 min

27 Programação da produção: É o cronograma detalhado mostrando em que momento os trabalhos devem começar e quando eles deveriam terminar. O cronograma comumente é feito utilizando o gráfico de GANTT. Exemplo: B I E E I E F I E C I E A I E D I E

28 Programação da produção: Tipos de programação da produção: Programação para frente: iniciar o trabalho logo que possível Programação para trás: iniciar o trabalho no último momento possível sem que ele tenha atraso Exemplos:

29 MOG 45 PRODUÇÃO EM LOTES (POR FAMÍLIA) Professor: Rodrigo A. Scarpel

30 Repetidas / Divididas Baixa Tarefas Diversas/ Complexas Variedade Alta Introdução: Produção em lotes (por família): sistema estoque de reserva (make-to-stock) utilizando layout celular. Processo de Projeto Processo em Jobbing Tipos de Processo Processo de Projeto Processo de Jobbing Tipos de Layout Posição fixa Processo em Lotes Por processo Baixo Processo em Massa Volume Processo Contínuo Alto Processo em Lotes Processo em Massa Processo Contínuo Celular Por produto / Em linha Fatores ganhadores de pedido: - Flexibilidade do processo - Baixo custo - Qualidade (conformidade)

31 Projeto detalhado de arranjo físico: Arranjo físico celular: Com o intuito de aumentar a capacidade, de forma racional, os arranjos funcionais podem ser divididos em células, cada uma das quais com recursos suficientes para processar uma ou mais famílias de produtos. Exemplo:

32 MÁQUINAS MÁQUINAS Projeto detalhado de arranjo físico: Arranjo físico celular: Célula: compromisso entre arranjos físicos por processo e por produto (linha) Alternativa: Cluster analysis (formação de agrupamentos) de produtos (em famílias). Análise do fluxo de produção: método heurístico que analisa os requisitos do produto e agrupamento de processos simultaneamente. Ex: PRODUTOS PRODUTOS X X 2 X X X 3 X X X Mudar ordem das linhas e colunas 4 X X X 1 X X 6 X X 4 X X X (mover X para o 3 X X X 5 X X X mais próximo 8 X X 6 X X 7 X X 8 X X possível da diagonal da matriz) 2 X X X 5 X X X 7 X X

33 Produção Puxada X Estoque de Reserva: Sistema Puxado (Pull): Sistema de Estoque de Reserva: Se uma requisição não é passada para trás pelo consumidor para o fornecedor, o fornecedor não é autorizado a produzir. A demanda é transmitida para trás ao longo das etapas.

34 Programação nivelada: Com o nivelamento da produção, objetiva-se equalizar o mix de produtos fabricados em longo do dia. Exemplo:

35 Abordagem tradicional x JIT: Sistema empurrado Sistema puxado

36 Controle kanban: É o método de operacionalizar o sistema de planejamento e controle puxado. Há diferentes tipos de kanban: Kanban de movimentação: usado para avisar o estágio anterior que o material pode ser retirado do estoque e transferido para uma destinação específica. Kanban de produção: é um sinal para um processo produtivo de que ele pode começar a produzir um item para que seja colocado em estoque Kanban do fornecedor: usado para avisar ao fornecedor que é necessário enviar material Exemplo (sistema de cartão único):

37 Controle kanban: Cálculo do número de kanbans (contêineres padrão) entre centros de trabalho: N: Número total de kanbans entre dois centros de trabalho U: Índice de utilização do centro de trabalho (ex: peças/h) T: Tempo médio transcorrido necessário para que um contêiner conclua o ciclo inteiro P: Variável indica a eficiência do sistema (0: eficiência perfeita,..., 1: ineficiência total) C: Capacidade do contêiner padrão (em número de peças) Exemplo: Há 2 centros de trabalho adjacentes (um usuário e o outro produtor). A taxa de produção do centro de trabalho usuário é de 175 peças por hora. Cada contêiner padrão contém 100 peças. É necessária uma média de 1,10 hora para um contêiner concluir o ciclo inteiro. Considere P = 0,25. 3,0 contêineres

38 Processo em Lotes ou em Massa: Tipos de Processo Processo de Projeto Processo de Jobbing Tipos de Layout Posição fixa Por processo Decisões chave: - Tamanho dos lotes - Número de Famílias Processo em Lotes Processo em Massa Processo Contínuo Celular Por produto / Em linha Sistema estoque de reserva com produção Empurrada Produção Puxada pela demanda Decisões chave: - Número de Kanbans - Número de Células

39 MOG 45 GESTÃO DOS ESTOQUES E DA CADEIA DE SUPRIMENTOS Professor: Rodrigo A. Scarpel rodrigo@ita.br

40 Introdução: Estoque: acumulação armazenada de recursos materiais em um sistema de transformação Os 5 motivos para ter estoque: i. Estoque de ciclo (devido a lei de Little: Estoque = Taxa de fluxo x Tempo de fluxo). Há necessidade de estoque pois tempo de fluxo (T) > 0. Ex: Fábrica de vinho se T= 2 anos, Estoque = 2 anos para não faltar produto ii. Estoque de antecipação ( ou sazonal): compensar diferenças de ritmo de fornecimento e demanda iii. Estoque de segurança: compensar as incertezas inerentes a fornecimento (falhas e atrasos na entrega) e demanda (erros na previsão de demanda) iv. Estoque de desacoplamento: criar oportunidade para programação e velocidades de processamento independentes entre os estágios do processo de produção (estoque em processo). v. Estoque no canal (de distribuição): os materiais não podem ser transportados instantaneamente entre os pontos de fornecimento e de demanda (também proporciona economia de escala).

41 Introdução: Desvantagem de manter estoque: Estoque é considerado a maior das fontes de perda (quanto contabilizado o estoque em processo). Métrica importante: giro dos estoques Giro dos estoques (IT) = custo dos bens vendidos / estoques (qto maior IT, mais eficiente é a empresa) Ex: DELL: COGS = $ milhões/ano, Estoques=$391 milhões IT= 51,15 (giram 50x no ano) COMPAQ: COGS = $ milhões/ano, Estoques=$2.003 milhões IT= 12,5 (ou 29 dias) Perdas: Necessidade de capital de giro Custos de armazenagem Produto pode ficar obsoleto ou se danificar Consome espaço (investimento em instalações) Custos administrativos e securitários

42 Sistemas de Estoque: Tipos de estoque: componentes e matérias-primas, material em processo e produtos acabados Relacionamentos de estoque dentro da operação:

43 Efeito Chicote:

44 Decisões de estoque: Questões-chave em gerenciamento de estoques: QUANTO pedir (nível apropriado de estoques)? o Volume de ressuprimento: lote econômico de compra QUANDO as ordens de compra deveriam ser colocadas para repor os estoques? o Ponto de ressuprimento o Nível de serviço projetado: simulação de performance o Políticas de reposição dos estoques: revisão contínua ou revisão periódica COMO controlar o sistema? o Sistema de controle e análise de estoque

45 Controle dos estoques: Priorização dos estoques: o sistema ABC Alguns itens estocados são mais importantes para a organização do que outros O sistema ABC prioriza os itens conforme sua movimentação de valor (taxa de uso multiplicada pelo seu valor individual) Itens Classe A: os 20% de itens de alta movimentação de valor (cerca de 80% do valor total do estoque) Itens Classe B: os itens de média movimentação de valor (30% dos itens que representam cerca de 15% do valor total do estoque) Itens Classe C: os itens de baixa movimentação de valor (50% dos itens que representam cerca de 5% do valor total do estoque)

46 Volume de ressuprimento: Função custo de estoque: OBS: Custo de estocagem = custos de armazenagem + custos de capital de giro + custos de obsolecência Alternativas: Se a demanda mensal média ~ constante e V (=100*DP/média) < 20%: demanda determinística e constante O problema do lote econômico Se a demanda mensal média é variável mas V < 20%: a demanda determinística, mas variável O problema do lote econômico (considerando sazonalidade) Se V > 20%: a demanda é estocástica O problema do lote econômico (com demanda estocástica)

47 Volume de ressuprimento: O problema do lote econômico: Variável de decisão: y = quantidade do pedido (unidades) Dados: D = taxa de demanda (unidades por unidade de tempo) t0 = duração do ciclo do pedido (unidades de tempo) = y / D K = custo de preparação do pedido ($) h = custo de estocagem ($/unidade*unidade de tempo)

48 Volume de ressuprimento: Custo total ($) = Custo do pedido + Custo de estocagem

49 Volume de ressuprimento: O problema do lote econômico: Order cost Holding cost => Exemplo: Seja um produto com D=100 unidades/dia, K=$100/pedido, h=$0,02/unidade*dia Tamanho ótimo do lote:

50 Ponto de ressuprimento: O problema do lote econômico: e Exemplo: D=100 un/dia, K=$100/pedido, h=$0,02/un*dia, L = 12 dias (tempo de ciclo do pedido) Tamanho ótimo do lote: Ponto de resuprimento: como L >, o pedido deve ser feito 12 dias antes do estoque acabar (quando houver 200 unidades em estoque)

51 Controle dos estoques: Sistemas de duas e três gavetas: Método simples e evidente de indicação do momento em que o ponto de ressuprimento é alcançado De grande utilidade quando há muitos itens para serem monitorados

52 Ponto de ressuprimento: O problema do lote econômico: demanda estocástica Exemplo: D=100 un/dia (s D =5 un/dia), L = 12 dias (tempo de ciclo do pedido) Para um nível de serviço de 97% (z=1,88): Estoque de segurança = 1,88*5*raiz(12) = 32,56 un o pedido deve ser feito quando houver 233 unidades em estoque

53 Estoque Nível de serviço: O problema do lote econômico: demanda estocástica Qual é o nível de serviço projetado? Simulação de Performance Demanda ~ N(100,20 2 ) Performance esperada (nível de serviço) = 90%

54 Volume de ressuprimento: O problema do lote econômico: E quando há desconto em função da quantidade comprada? Custo total = Custo do pedido + Custo de estocagem + Custo do produto Portanto, para

55 Volume de ressuprimento: O problema do lote econômico: E quando há desconto em função da quantidade comprada? I : (0,ym), em que II: (ym,q), em que TC2(Q) = TC1(ym) III: (Q, )

56 Volume de ressuprimento: O problema do lote econômico: E quando há desconto em função da quantidade comprada?,

57 Volume de ressuprimento: O problema do lote econômico: quando há desconto em função da quantidade comprada Exemplo: D=187,5 un/dia, h = $0,02/un*dia, K = $20/pedido, c 1 =$3,00/un, c 2 = $2,50/un, q = un Etapa 1: Calcular ym Como q > ym, não está na zona I Etapa 2: Determinar Q em que TC2(Q) = TC1(ym)...

58 Política de reposição dos estoques: Tipo de revisão: Contínua: monitoramento contínuo dos estoques (o que fizemos até o momento) Periódica: monitora os estoques em intervalos de tempo pré-estabelecidos (semanalmente, mensalmente,...): Volume de ressuprimento: y = demanda esperada + estoque de segurança quantidade em estoque y = d(oi + LT) + z*s d *raiz(oi + LT) quantidade em estoque Ex: OI = 7 dias, LT=3 dias, d=100 un/dia, s d = 5 unidades Para um nível de serviço de 99% (z=2,33) e 380 unidades em estoque: y = 100*10 + 2,33*5*raiz(10) 380 = 656,84 ~ 657 un

59 OBSERVAÇÃO Este material refere-se às notas de aula do curso MOG-45 (Gestão de Operações) do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Não substitui o livro texto, as referências recomendadas e nem as aulas expositivas. Este material não pode ser reproduzido sem autorização prévia do autor. Quando autorizado, seu uso é exclusivo para atividades de ensino e pesquisa em instituições sem fins lucrativos.