APLICAÇÃO DA TEORIA DAS

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO OSVALDO LUIS J. DOS SANTOS APLICAÇÃO DA TEORIA DAS RESTRIÇÕES PARA OTIMIZAÇÃO DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO EM UMA EMPRESA DO SETOR QUÍMICO RECIFE, ABRIL DE 2008.

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO APLICAÇÃO DA TEORIA DAS RESTRIÇÕES PARA OTIMIZAÇÃO DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO EM UMA EMPRESA DO SETOR QUÍMICO DISSERTAÇÃO SUBMETIDA À UFPE PARA OBTENÇÃO DE GRAU DE MESTRE POR OSVALDO LUIS J. DOS SANTOS ORIENTADOR: PROF. FERNANDO MENEZES CAMPELLO DE SOUZA, PH.D. Recife, Abril de c Osvaldo Luis J. dos Santos, 2008

3 S237a Santos, Osvaldo Luis J. dos Aplicação da teoria das restrições para otimização dos sistemas de produção em uma empresa do setor químico / Osvaldo Luis Jesus dos Santos. Recife: O Autor, x, 71 f.; il., tabs. Dissertação (Mestrado) Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Inclui Referências Bibliográficas 1. Engenharia de Produção. 2. Teoria da restrição 3. Otimização dos sistemas de produção. I. Título CDD (22.ed.) UFPE/BCTG/

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5 REFLEXÃO Pegue alguma coisa comum, adicione um pouco de foco, dedicação e esforço, e você terá um grande resultado. A grandeza surge do comum e do ordinário. O material inicial do sucesso não é algo especial. Uma mansão magnífica é construída usando madeira, tijolos comuns e alguns pregos. Uma obra literária, por mais genial que seja, é impressa em papel comum. Uma sinfonia maravilhosa é criada tocando-se instrumentos comuns. A grandeza não depende do material que temos disponível para trabalhar, mas sim no que fazemos com ele. O sucesso é conquistado não pelo que temos, mais sim pelos resultados de nossas ações. Embora a grandeza seja, por definição, bastante rara, ela está ao alcance de qualquer um. Porque os maiores sucessos começam de maneira comum, ordinária. Seja você quem for, onde estiver, com o material que estiver a sua disposição, o sucesso e a grandeza estarão sempre esperando que você os faça acontecer. Ralph Marston ii

6 AGRADECIMENTOS À Deus, que nos dá a possibilidade de sonhar, achando pouco, nos dá as condições para realizar nossos sonhos, ainda achando pouco, nos dá a possibilidade de sermos felizes. À meu Pai (in memorian), Osvaldo, por ter me dado a real noção do mundo e por ter sido fundamental na minha ambição de crescer. À minha mãe, Zélia, por, além do amor e dedicação de uma vida inteira, ter sido forte e positiva nos momentos mais difíceis de nossas vidas. À minha esposa, Araceli, que além de ser a minha conselheira de toda uma vida, é o meu alicerce na continuidade da busca pelos meus objetivos. Aos meus filhos, Giovanna, Ana e Luis Emanuel, que são as coisas mais preciosas que possuo. Ao meu orientador Prof. Fernando Campello, meu muito obrigado por fazer do pouco tempo que eu possuía momentos de grande aprendizado, não apenas para esta pesquisa, mas para a minha vida profissional. Universidade Federal de Pernambuco 22 de Abril de 2008 O. L. J. S. iii

7 Resumo O ambiente empresarial de hoje é altamente competitivo. As empresas buscam vantagens em custos, tempo de entrega e qualidade. A partir de agora, a empresa não sobreviverá caso não obtenha vantagens de qualidade, tempo de entrega e baixos inventários. A Teoria da Restrição (Theory of Constraints) consiste numa ferramenta de otimização de sistemas. Esta ferramenta surgiu no início da década de 80 mudando a cultura dos sistemas de desempenho da manufatura da época. A Teoria das Restrições tem como premissa básica que todo sistema possui uma restrição e que o ganho do sistema será determinado pelo ganho da restrição. Toda organização foi concebida com o objetivo principal de ganhar dinheiro hoje e sempre, por isso, esta ferramenta reconhece este objetivo e aplica este conceito para otimizar os sistemas de produção, sendo que sua abordagem é organizacional, pois considera o melhor para a organização e não para as partes. A presente pesquisa aplica os conceitos da Teoria das Restrições em uma empresa do setor de produtos químicos. O objetivo é desenvolver um método de identificação e otimização dos gargalos, visando o aumento de produção e redução dos estoques intermediários, além da redução dos tempos de ciclos dos processos. O método foi implementado numa empresa do setor químico apresentando resultados superiores com o aumento de lucro aproximado de 20%, e aumenta da rentabilidade na ordem de 35%. iv

8 Abstract Today s businesses environment are highly competitive. The organizations search for cost, quality and leadtime advantages. Now the company that not to strive to improve quality, reduce leadtime and cost and lower the working capital, will not survive. The Theory of Constraints consists in a tool created for system optimization. The Theory of Constraints was created in the beginning of eighties and has a basic issue that all system has at least one constraints and the system s gain is determined by the gain in the constraints. All organizations were created aiming to have profit today and always. The Theory of Constraints recognizes this goal and uses it in order to optimize the production systems. The Theory of Constraints is a holistic approach and strives for system improvement, instead of department improvement. This work was developed to use the Theory of Constraints concepts of chemical product manufacturing company. The main objective is to develop a method to identify and optimize the bottlenecks, in order to increase the gain, reduce material in process and reduce leadtime. This method was implemented in a chemical company presenting superiors results with increase in profit around 20% and Return on Investment around 35%. v

9 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Objetivos Objetivo geral Objetivos específicos Justificativa Delimitações Estrutura da dissertação Método PROBLEMÁTICA Formulação do problema FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Teoria das Restrições Evolução da gestão da produção Histórico da Teoria das Restrições Conceitos básicos Classificação das operações de manufatura segundo a Teoria das Restrições Mundo do custo mundo do ganho Tipologia das restrições O processo de aprimoramento contínuo A programação tambor-pulmão-corda O Processo de raciocínio e suas ferramentas Os 9 princípios de otimização SISTEMAS DE PRODUÇÃO Descrição do sistema Método Fase exploratória Situação atual Ganho Inventário vi

10 4.7 Despesas operacionais Fase de análise RESULTADOS Estudo de caso Identificar a restrição Explorar a restricão Subordinar a restrição Elevar a restrição A restrição foi elevada? CONCLUSÕES 67 REFERÊNCIAS 70 vii

11 LISTA DE FIGURAS 2.1 Exemplo de sistema Sistema de produção Sistema de produção com processos dependentes Classificação da Teoria das Restrições Inventário Indicadores da Teoria das Restrições Impacto do aumento do ganho Impacto da diminuição do inventário Impacto da diminuição das despesas operacionais Tipologia das restrições Divisão dos processos da Teoria das Restrições Processo de melhoria contínua Processos dependentes Sistema de produção XY Processo de raciocínio Fluxograma dos processos Interdependência dos processos Estrutura de produção viii

12 LISTA DE TABELAS 3.1 Comparação Contabilidade do Custo e Contabilidade do Ganho Indicadores globais de desempenho Programação planejada Programação realizada Denominação das operações Capacidade das operações Capacidade anual de produção Demanda anual dos produtos Tempos de utilização Ganho projetado para Situação do inventário Despesas operacionais Indicadores da TOC em Indicadores financeiros em Meta de indicadores TOC em Meta de indicadores financeiros em Tempo teórico total necessário Capacidade anual de produção Ganho projetado para Resumo dos indicadores TOC em Resumo do indicadores financeiros em Tempos antes da melhoria Tempos depois da melhoria Tempos totais Capacidade anual de produção Ganho projetado para Meta de indicadores TOC em Meta de indicadores financeiros em Nível de atividades das unidades Meta de indicadores TOC em Meta de indicadores financeiros em ix

13 5.16 Capacidade anual de produção Capacidade anual de produção Ganho projetado para Meta de indicadores TOC em Meta de indicadores financeiros em Capacidade anual de produção Tempos após elevação Tempos totais Tempo teórico total necessário x

14 1 Introdução Diga como me mede, e lhe direi como me comportarei. Se medir de forma ilógica...não se queixe de comportamento ilógico. Mude minhas medidas sem que eu as entenda completamente e ninguém saberá como me comportarei, nem mesmo eu Goldratt AS últimas décadas foram marcadas por transformações importantes na conjuntura econômica mundial. Estas transformações, certamente, refletiram no ambiente da manufatura, mudando a forma como os bens e serviços são produzidos. Costa [1] reafirma a situação acima: A economia mundial encontra-se, neste final de século, em acelerado processo de globalização. Grandes volumes de capital migram de um país para outro, com a velocidade das telecomunicações, em busca de melhores oportunidades. O capital, realmente, não tem pátria As fronteiras econômicas vão perdendo o significado e a função que tiveram até hoje, ou seja, a idéia de desenvolvimento nacional autônomo já não faz sentido. A palavra de ordem é a interdependência, a busca de complementaridade no marco do processo de globalização. Ocorre que, para integrarem-se a esse processo, as economias periféricas têm que abrir-se ao mercado externo, isto é, expor-se à concorrência. Para tanto, é necessário elevar de maneira dramática os níveis de produtividade e qualidade, tanto para assegurar o mercado interno, como para competir no comércio internacional. A abertura dos mercados, a crescente evolução das tecnologias, a busca incansável por produtos de mais baixo custo e de fornecimento cada vez mais rápido e, principalmente, a entrada de novos players no cenário econômico mundial, destacando a China, ocasionaram as mudanças no chão de fábrica e alteraram a maneira como as empresas gerenciam as suas operações. 1

15 Capítulo 1 Introdução O gerenciamento das operações passa a ser considerado como fator crítico de sucesso na implementação da estratégia empresarial. A partir deste novo contexto, as empresas reconhecem que somente obterão a tão sonhada vantagem competitiva, por meio da excelência empresarial de suas operações. Um novo cenário surge, onde os preços dos produtos estão cada vez menores, exigindo operações com custos de produção cada vez mais baixos. Os clientes solicitarão os produtos para ontem e com isso as operações que têm condições de entregar os produtos no tempo menor obterão vantagem em relação aos que possuem lead time superior. Segundo Chase [2] as empresas que não possuírem operações capazes de atender a este novo mercado, não sobreviverão por muito tempo. Uma estratégia de produção vitoriosa depende basicamente do reconhecimento de quais objetivos de desempenho são chaves para os stakeholders da organização. Slack [3, p. 69] mostra que existem cinco objetivos de desempenho: Qualidade Significa Fazer certo as coisas. Produtos e Serviços de boa qualidade significam alta satisfação do consumidor, e ainda, uma maior probabilidade do cliente retornar; Rapidez Significa quanto tempo o cliente precisa esperar para receber os produtos ou serviços. Fazer as coisas minimizando o tempo necessário para os clientes receberem os produtos é fundamental no processo de fidelização. Credibilidade Habilidade de manter os prazos de entrega assumidos; Flexibilidade Capacidade de mudar e oferecer produtos variados no menor espaço de tempo possível; Custos Fazer as coisas o mais barato possível. Quanto menor os custos de produção, menor serão os preços cobrados dos consumidores. A Teoria das Restrições (Theory of Constraints) criada e desenvolvida pelo físico israelense Eliyahu M. Goldratt, na década de 80, traz uma ferramenta para ajudar as organizações no alcance deste novo mundo de uma forma simples e clara. A Teoria das Restrições ficou popularizada no mundo com a publicação do livro A Meta em Corbett [4] relata que A Teoria das Restrições (TOC) enfatiza que o sistema de produção deve ser analisado por meio de uma visão sistêmica, ao invés de ser analisado como uma série de operações separadas. 2

16 Capítulo 1 Introdução Csillag [5] enfatiza que a TOC sai do ambiente da produção, tendo abrangência em toda a organização, considerando o chão de fábrica, o mercado e a economia como variáveis importantes na determinação do sucesso da empresa. O presente trabalho foi implementado numa indústria de fabricação de produtos nos ramos químicos, plásticos e fertilizantes. A empresa possui um planejamento estratégico de duplicar a sua capacidade de produção nos próximos cinco anos por meio de projetos de investimentos em novas unidades de produção, novas máquinas e novas tecnologias. 1.1 Objetivos Objetivo geral O objetivo principal deste trabalho é utilizar o método da Teoria das Restrições num ambiente de fabricação de produtos químicos no qual existe uma verticalização das matérias primas e produtos necessários, identificando a restrição do sistema e implementando um processo de melhoria contínua para aumentar o ganho da organização. Um método de programação específico que tem como premissa básica os fundamentos da TOC também será conseqüência deste trabalho. A Teoria das Restrições aplicada a estes ambientes poderá fornecer como resultado a melhoria global do sistema de produção da organização, maximizando o resultado da empresa Objetivos específicos Os objetivos específicos são: 1. Identificar investimentos de capital em áreas que realmente irão aumentar o ganho da organização. 2. Aumentar a capacidade de produção por meio da otimização dos recursos gargalos. 3. Determinar qual mix de produção vai maximizar o resultado da organização. 4. Reduzir os estoques em processo. 5. Reduzir os estoques de matérias primas e produtos acabados. 6. Reduzir o lead time dos produtos vendidos. 7. Melhorar a relação faturamento/funcionários. Ano. 3

17 Capítulo 1 Introdução 1.2 Justificativa A abertura das economias mundiais e, conseqüentemente, a necessidade de operações mais rentáveis e enxutas têm levado às empresas a buscarem novas formas de gerir suas operações. Vários setores, como o da indústria química, passaram por diversos momentos de transformações nas últimas décadas, principalmente com a China se tornando definitivamente um agente ativo do novo cenário econômico mundial. Por isso as empresas que desejam continuar fazendo parte deste grupo deverão procurar aprender novas metodologias para melhorias de seus sistemas de produção. 1.3 Delimitações Este trabalho se caracteriza por ser uma aplicação das ferramentas e dos princípios da Teoria das Restrições em uma empresa fabricante de diversos produtos químicos fertilizantes e plásticos na qual a relação de dependência entre estes produtos é muito acentuada, pois os produtos finais de um determinado sistema de produção será matéria prima para outro sistema de produção. O Trabalho tem como foco a aplicação das ferramentas da Teoria da Restrição para identificação e resolução dos problemas de chão de fábrica e de programação da produção, não tendo nenhum objetivo de avaliar a situação de empresa de maneira estratégica. O estudo não objetiva a avaliação no fornecimento de matérias primas e insumos, partindo do pressuposto que as necessidades serão atendidas. O estudo se limitará a analisar as capacidades de produção das unidades, considerando apenas as restrições físicas. 1.4 Estrutura da dissertação O Capítulo 1 apresenta a introdução do trabalho, o objetivo que este trabalho se propõe a atingir, sua justificativa, a metodologia utilizada para a elaboração da pesquisa e as delimitações do trabalho. O Capítulo 2 consiste na apresentação do problema estudado e uma síntese da base conceitual. O Capítulo 3 apresenta a base conceitual da Teoria das Restrições como ferramenta de otimização e tem como objetivo principal conceituar os principais aspectos da TOC. Inicia-se com uma descrição da evolução dos métodos de gestão da produção desde o início do século XX, a partir da Administração Científica de Frederick W. Taylor. Prossegue com um breve histórico da TOC e apresenta os conceitos básicos da metodologia. Apresenta as medidas financeiras fundamentais para um bom gerenciamento da TOC e as medidas de desempenho criadas pela nova teoria. Apresenta o 4

18 Capítulo 1 Introdução processo de melhoria contínua que é o cerne da teoria e termina com o método de programação da produção tambor-pulmão-corda. O Capítulo 4 apresenta uma breve descrição do sistema de produção em estudo, por meio de uma nomenclatura ilustrativa devido a compromissos de confidencialidade. Além da descrição do sistema, o capítulo mostra também, a descrição das unidades operacionais, o fluxograma geral dos processos, as capacidades anuais de produção de cada unidade, as demandas anuais de mercado de cada produto final e os tempos de utilização dos centros de trabalhos pelos produtos finais. O Capitulo 5 apresenta os resultados gerados pelo estudo de caso do sistema de produção descrito no Capítulo 4. Neste capítulo é apresentada uma validação prática do método da Teoria das Restrições. O estudo é realizado por meio da implementação dos cinco passos do Processo de Aprimoramento Contínuo. As etapas de Identificação, Exploração, Subordinação foram implementadas na prática e os resultados serão mostrados no estudo. Enquanto a etapa de Elevação e o quinto passo do processo não foram implementados, porém os resultados previstos serão mostrados no estudo. Além de mostrar uma discussão dos resultados encontrados mais importantes no estudo de caso realizado no capítulo quatro. O Capitulo 6 apresenta as principais conclusões deste estudo e os comentários sobre os resultados encontrados, além de sugestões para trabalhos futuros. 1.5 Método Para realizar este trabalho utilizou-se uma pesquisa bibliográfica e uma pesquisa exploratória com uma aplicação dos princípios da Teoria das Restrições numa empresa de produção de produtos químicos e plásticos. Primeiramente um estudo de todos os processos, que compõe o sistema, foi realizado para identificação da restrição. O trabalho foi desenvolvido baseado na seqüência de eventos mostrada abaixo: Inicialmente, foram identificados quais são os produtos vendáveis e quais são os produtos que são matérias primas para outros sistemas de produção dentro da organização. Os produtos vendáveis são considerados como outputs do sistema. Em seguida foram identificados quais são as matérias primas que entram no primeiro sistema de produção. Estas matérias primas são consideradas como inputs do sistema. Foram identificadas as demandas mensais de mercado de cada outputs. Foram elaboradas as estruturas e os roteiros de fabricação de cada produtos envolvido na pesquisa. 5

19 Capítulo 1 Introdução Foi elaborada a lógica de fabricação de cada produto. A lógica de fabricação é a combinação da estrutura de fabricação com o roteiro de fabricação. A partir daí os princípios da TOC foram aplicados de maneira sistemática e seqüenciados. 6

20 2 Problemática Generalizar é restringir-se ao essencial. Shafaravichs 2.1 Formulação do problema ESTE TRABALHO se apresenta como uma valiosa ferramenta para que a empresa possa utilizar na determinação de quais investimentos são prioritários na tentativa de maximizar o ganho da organização. O ambiente desta pesquisa não poderia ser mais desafiante, pois, a empresa possui diversas unidades de produção, nas quais os fluxos de produtos e matérias primas apresenta uma característica muito peculiar. Uma relação de dependência muito forte aparece em todos os níveis de produção, nos quais produtos de determinada unidade se tornam matérias primas para outra unidade, ocasionando uma rede complexa de fluxo de produtos. Apenas para exemplificar estas interdependências, segue exemplo sistema de produção mostrado na Figura 2.1. Um produto a de uma unidade com capacidade de produção X, passa para outra unidade como matéria prima que fabrica um produto b com capacidade de produção Y, que passa para a unidade seguinte como matéria prima que fabrica um produto c com capacidade de produção Z, conforme Figura 2.1. Já que o sistema é composto por várias unidades de produção que possuem uma relação de interdependência, fica difícil determinar qual deve ser o comportamento individual das unidades para trazer o máximo desempenho para a organização. Esta empresa, analogamente a qualquer outra organização, também possui alguns problemas que a impedem de alcançar um desempenho superior. A utilização da metodologia da TOC ajudará 7

21 Capítulo 2 Problemática X, a Y, b Z, c unidade unidade unidade Figura 2.1: Exemplo de sistema. na identificação do que realmente precisa mudar para que a empresa possa atingir um desempenho superior. Neste contexto, formula-se a seguinte questão para abordar o problema: Problema 2.1 O que deve ser feito para aumentar o ganho de uma empresa do setor químico por meio da aplicação da Teoria das Restrições num sistema de produção de acrilatos de modo que o sistema como um todo seja otimizado? 8

22 3 Fundamentação Teórica All models are wrong, but some are useful. George Box 3.1 Teoria das Restrições Evolução da gestão da produção Os sistemas de produção são projetados e planejados com o objetivo de produzir bens e serviços com a qualidade desejada, custos baixos e dentro dos prazos acordados com os clientes. Os sistemas de produção devem ser gerenciados por meio de métodos e técnicas de gestão para serem eficientes e eficazes e assim contribuírem, impulsionando a estratégia empresarial da organização. Conforme Slack [3, p. 64] três papeis são importantes para os sistemas de produção: Implementar a estratégia empresarial. Um dos papéis da operação é implementar a estratégia empresarial colocando-a em prática. Mesmo a estratégia mais original e brilhante pode tornar-se totalmente ineficaz por causa de uma operação inepta. Apoiar a estratégia empresarial. Isto é, a operação deve desenvolver seus recursos para que forneçam as condições necessárias para permitir que a organização atinja seus objetivos estratégicos. Impulsionar a estratégia empresarial. É dar vantagem competitiva à organização no longo prazo. Verifica-se que o gerenciamento das operações, a cada dia que passa, é visto de forma estratégica, estando alinhado com as decisões de maior impacto para a empresa. A partir do intenso processo de globalização e do desenvolvimento da economia de mercado, houve o acirramento da concorrência a nível mundial. As organizações têm objetivos de melhorar a 9

23 Capítulo 3 Fundamentação Teórica competitividade de suas operações para que seja viabilizada a conquista de novos mercados a cada dia. Desta maneira a busca diária por novas formas de gestão é a base fundamental para alcançar o objetivo principal da empresa, ganhar dinheiro hoje e sempre. Peter Drucker (apud [6, p. 44]) afirma que [...] não existem países desenvolvidos e subdesenvolvidos, mas países que sabem administrar a tecnologia e os recursos disponíveis e potenciais, e países que ainda não o sabem. Em outros termos, existem países administrados e países subadministrados. O mesmo ocorre com as organizações. Existem empresas excelentes e existem empresas precariamente administradas. Tudo é uma questão de talento administrativo. Desde os primórdios dos sistemas de produção, vários são os métodos de gestão que colaboraram para o aperfeiçoamento da engenharia de produção. A revolução industrial constituiu-se num marco para o estudo da engenharia de produção. Antes da revolução industrial, a produção de bens era executada basicamente por artesãos, que eram responsáveis pela totalidade do trabalho. A revolução industrial, como nova concepção de trabalho, mudou a estrutura social e comercial na Europa no século XVIII. Esta revolução teve como alicerce o conceito de divisão do trabalho proposto por Adam Smith em seu livro A Riqueza das Nações de Esta união gerou mudanças profundas na maneira de produzir bens. As empresas cresceram, passaram a utilizar máquinas nos processos de fabricação, empregaram mais pessoas, a produção se tornou em larga escala, os custos operacionais diminuíram, e, principalmente, surgiu a concorrência nos mercados. Foi neste cenário, com o aumento da complexidade do ambiente produtivo, que surgiram as primeiras necessidades de técnicas e ferramentas de gestão da produção. Os métodos empíricos, até então muito utilizados por falta de necessidade, perderam espaço para os métodos científicos. Moreira [7] enfatiza que as transformações relativas às novas filosofias de gestão da produção passaram a ser um forte diferencial competitivo das empresas. Justamente no início do século XX, surgiu nos EUA, a Administração Científica de Frederic W. Taylor que, preocupado com a produtividade das empresas, quis encontrar, de forma científica, a melhor maneira de se realizar uma tarefa. É sabido que a engenharia de produção existe desde o início da civilização, quando o homem polia as pedras para fabricar as ferramentas que necessitavam. Porém a administração científica é a primeira abordagem sistemática na gestão da produção. Anos mais tarde, Henry Ford contribuiu significativamente para a evolução da gestão da produção. A chamada produção em massa que diminuiu os custos de produção e os preços dos produtos, 10

24 Capítulo 3 Fundamentação Teórica também aumentou consideravelmente o volume de produção, possibilitando o acesso de mais pessoas aos produtos até então impossível de consumi-los devido aos altos preços destes bens. A produção em massa fornecia grandes quantidades de produtos, estoque em processo para satisfazer a demanda de mercado. Mas a produção em massa não se mostrou viável num ambiente de retração da economia, por isso surgiram novas técnicas que eram baseadas na nova realidade econômica do mundo pós crise do petróleo. Os anos 80 foram marcados pela revolução nas técnicas de administração da produção. Em poucos anos, o desenvolvimento de novas técnicas foi vasto e marcado por uma invasão japonesa. Contador [8] diz que a produção Just in Time (JIT) foi a principal conquista dentre as metodologias. O JIT é uma metodologia destinada à produção de bens com a mínima quantidade de estoques. No limite o JIT é uma filosofia de produção na qual é produzido apenas o necessário, no momento certo e na quantidade certa. Correia [9] relata que a filosofia JIT é baseada na eliminação de todos os tipos de desperdícios e na melhoria contínua da produtividade. O Gerenciamento da Qualidade Total (TQM) também desempenhou um papel importante nos últimos 20 anos. O TQM é a gestão de toda a organização para que esta se sobressaia em todas as dimensões importantes para o cliente. O TQM encara a qualidade dentro da empresa como um processo que permeia toda a organização, não apenas os produtos enviados aos clientes, mas também por meio dos processos internos. A produção enxuta (Lean Manufacturing), comumente conhecida como Sistema Toyota de Produção foi desenvolvido com a finalidade de melhorar a qualidade e a produtividade, e está baseado em duas filosofias centrais da cultura japonesa: a eliminação das perdas e o respeito pelas pessoas. Não se pode deixar de citar também, o grande desenvolvimento tecnológico em termos de novas máquinas, sistema de informações, robótica, automação e telecomunicações, ocorrido nos últimos 50 anos que só fez tornar mais turbulento a organização dos sistemas produtivos no mundo. A Reengenharia, o Supply Chain, o Comércio Eletrônico e outros, são exemplos atuais no desenvolvimento de técnicas e metodologias para a melhoria contínua dos processos de produção. Atualmente, existem diversas ferramentas e técnicas que são empregadas na administração da produção, entretanto dentre as várias Teorias Administrativas, a Teoria das Restrições é uma que vem ganhando espaço nos últimos anos. Pois bem, embora uma empresa possua diversos propósitos como, produzir com qualidade, fornecer empregos, aumentar o marketshare, tudo isso não garante a sobrevivência da empresa no longo 11

25 Capítulo 3 Fundamentação Teórica prazo. Qualidade, Custos e Prazos são os meios para alcançar a Meta de toda e qualquer empresa. Atingir a Meta, passa a garantir a sobrevivência da empresa. Goldratt e Cox [10, p. 57] definem a Meta da empresa como ganhar dinheiro por meio do aumento do lucro líquido, do retorno sobre o investimento e do fluxo de caixa. A Meta então, passa a ser ganhar dinheiro no presente e no futuro por Goldratt [11, p. 50]. Os acionistas investem dinheiro na empresa com apenas um objetivo que é obter lucros. Se o objetivo principal é alcançar a meta, ou seja, ganhar dinheiro, então todas as ações devem, e têm por obrigação, ser tomadas nesta direção. Sendo assim, somente as ações que direcionam a empresa para a sua meta, são ações produtivas, as demais, são ações improdutivas. Entretanto, o que se vê na maioria das vezes são gestores tomando ações que afastam a empresa da sua meta. De acordo com Goldratt [11, p. 50] as medidas financeiras são essenciais para a empresa. Portanto, é fundamental entender e aceitar que a meta de qualquer empresa é ganhar dinheiro de forma sustentada, ou seja, ganhar dinheiro hoje e sempre. O gerenciamento de uma organização deve levar este contexto em consideração nas tomadas de decisão Histórico da Teoria das Restrições A Teoria das Restrições (TOC) foi criada pelo físico israelense Dr. Eliyahu M. Goldratt na década de 80. Tudo começou quando Goldratt envolvido com os problemas de planejamento de produção desenvolveu uma formulação matemática para o planejamento da fábrica de gaiolas para aves de um amigo. Anos mais tarde, esta formulação foi melhorada e originou-se no software chamado Optimized Production Tecnology (OPT) ou Tecnologia da Produção Otimizada. O método desenvolvido por Goldratt passou a aplicar os conceitos da TOC sem que esta ainda tenha sido formalmente introduzida. O método foi considerado bastante inovador e obteve excelentes resultados até que em 1979 foi criada a Creative Output Inc., empresa responsável pela comercialização do OPT. Na segunda metade da década de 80, Goldratt expandiu os conceitos e criou a Teoria das Restrições (Theory of Constraints TOC). O livro A Meta, publicado pela primeira vez em 1984, obteve um grande sucesso de público em todo o mundo, despertando interesse de várias organizações que reconheceram, como muito particular, os problemas vividos por Alex Rogo, o gerente da fábrica no romance. A fábrica foi salva por ter substituído as práticas gerenciais convencionais pelos conceitos trazidos pela TOC. Dando seqüência Goldratt publicou em 1985 o livro A corrida pela Vantagem competitiva, que 12

26 Capítulo 3 Fundamentação Teórica representa uma contribuição técnica para promover melhorias nas empresas por meio de um processo de aprimoramento contínuo. No início dos anos 90, Goldratt publicou a obra A síndrome do palheiro, e finalmente em 1994, escreve Mais que sorte... um processo de raciocínio. É necessário deixar claro que na nomenclatura escolhida Teoria das Restrições, a palavra Teoria não é colocada no seu sentido científico. Basicamente, ao contrário do "uso popular", teoria não é um achismo ou chute. Teoria é um modelo lógico e consistente que descreve o comportamento de um dado fenômeno natural ou social. Ela se origina de, ou é suportada por evidência experimental. Nesse sentido, uma teoria é uma expressão sistemática e formalizada de todas as observações prévias, que são previsíveis, lógicas e testáveis. Em princípio, teorias científicas são sempre tentativas, e sujeitas à correções ou inclusão numa teoria mais abrangente Conceitos básicos A Teoria das Restrições (TOC) consiste em um método de gerenciamento das organizações a partir da identificação e otimização dos recursos restritivos. A idéia central desta nova abordagem é o fato de que as organizações foram criadas com uma meta única: ganhar dinheiro hoje e sempre. O verdadeiro aumento de produtividade é atingido quando a empresa passa a ganhar mais dinheiro, e não quando simplesmente se melhora a eficiência ou se reduz os custos. A TOC enfatiza que a redução dos custos não significa diretamente que a empresa está ganhando mais dinheiro. A empresa ganha dinheiro em três situações: 1. Quando é capaz de expedir produtos a mais por dia; 2. Quando a empresa reduz seus estoques tanto de matérias primas e produtos acabados como de estoque em processo; 3. Quando a empresa reduz suas despesas operacionais. A meta de uma empresa é ganhar dinheiro. Goldratt [11, p. 50] relata que: 13

27 Capítulo 3 Fundamentação Teórica [...] comprar com baixos custos, empregar bons funcionários, produzir artigos de qualidade, conquistar participação de mercados, todas essas coisas são essenciais para se gerenciar com sucesso uma empresa. O que todas elas fazem? Elas fazem com que a empresa seja capaz de ganhar dinheiro. Mas elas, sozinhas, não são a meta; elas são apenas o meio de se atingir a meta. Se a meta é ganhar dinheiro então uma ação que nos leve na direção de ganhar dinheiro é uma ação produtiva. E é uma ação improdutiva, uma ação que não nos leve na direção de ganhar dinheiro. Restrições Como dito no início deste trabalho, um produto ou um serviço é produzido em um sistema de produção. Um sistema de produção consiste em uma série de etapas sucessivas desempenhadas por diferentes recursos ou elementos de produção que apresentam uma relação de interdependência. Todas as etapas ou elementos devem ser finalizados numa seqüência específica para se obter o produto final. Um recurso restritivo é aquele que limita o desempenho global do sistema de produção. A TOC considera a empresa como um sistema global que possui uma rede interligada de subsistemas. Estes subsistemas apresentam uma relação de interdependência cujo desempenho de todos afetam o desempenho global. O desempenho global do sistema depende do desempenho de todos os elementos. Uma analogia pode ser feita com uma corrente. Se tencionarmos uma corrente, esta arrebentará no seu elo mais fraco, ou seja, o elo mais fraco determina a resistência global da corrente. Caso se queira melhorar a resistência global da corrente, deve-se melhorar a resistência do seu elo mais fraco. Se aumentar a resistência de qualquer outro elo, não apresentará nenhum resultado na resistência global da corrente. A Figura 3.1 mostra que um sistema de produção é composto por diferentes elementos chamados de processos e que entre eles existe uma íntima relação de interdependência. Matéria prima Processo Processo Processo Processo Processo A B C D E Produtos acabados Figura 3.1: Sistema de produção. O princípio básico da TOC é que toda empresa possui uma ou mais restrições. Uma Restrição é todo recurso que de certa forma limita o desempenho da empresa. A restrição pode ser interpretada como sendo um recurso, no qual qualquer melhoria leva, imediatamente, a empresa a um desempenho 14

28 Capítulo 3 Fundamentação Teórica superior. Segundo Corbett Neto [12, p. 42]: As restrições não são intrinsecamente boas ou ruins, elas simplesmente existem. Se você escolher ignorá-las elas se tornam ruins. Se você escolher reconhecê-las e administrá-las, elas se tornam uma grande oportunidade, uma alavanca para o seu negócio. Como exemplo de restrição tem-se o caso de uma máquina que é lenta no processo de produção, ou seja, a máquina é um limitante em relação à capacidade desejada de todo o sistema de produção. Entretanto com o passar do tempo e o aprimoramento da teoria, Goldratt percebeu que a idéia dele poderia ser ampliada, pois, além das restrições físicas ou convencionais, existia outro tipo de restrição não física. Por isso, ele expandiu o método para a otimização das restrições não físicas e criou um segundo componente da Teoria das Restrições. A TOC passa a ser dividida em dois pilares, de um lado o processo de otimização contínua aplicado aos sistemas de produção que possuem restrições físicas e de outro lado os processos de raciocínio aplicado aos sistemas de produção que possuem restrições não físicas. Goldratt [11, p. 60] relata que: O primeiro passo é reconhecer que todo sistema foi constituído para um propósito; não criamos nossas organizações sem nenhum propósito. Assim, toda ação tomada por qualquer parte da empresa deveria ser julgada pelo seu impacto no propósito global No ambiente da produção, um recurso restritivo é chamado de recurso gargalo. Um gargalo é qualquer recurso cuja capacidade de produção é menor que a demanda. O gargalo é aquele ponto no processo de manufatura em que o fluxo passa a ser diminuído para fluir por um canal estreito. Desta forma todo sistema apresenta pelo menos uma restrição. Caso algum sistema não apresentasse ao menos uma restrição, não existiria nenhuma limitação para seu desempenho, então, este sistema estaria gerando um lucro infinito e sendo assim, o produto produzido por esta empresa poderia ser vendido em qualquer quantidade e sem nenhum tipo de limitação, por isso os ganhos seriam infinitos. Na realidade qualquer sistema de produção apresenta muito poucas restrições e ao mesmo tempo qualquer sistema tem que pelo menos uma restrição. Na Figura 3.2, pode-se verificar que cada processo possui em determinada capacidade de produção e que o processo que determinará a saída do sistema é o processo C. O processo C passa a ser a restrição do sistema, pois a sua capacidade de produção é menor que a demanda de mercado. 15

29 Capítulo 3 Fundamentação Teórica Matéria prima 15 un /dia 20 un /dia 8 un /dia 10 un /dia 15 un /dia Processo Processo Processo Processo Processo A B C D E Demanda: 14 un /dia Produtos acabados Figura 3.2: Sistema de produção com processos dependentes. É fácil ver a importância de se administrar a restrição de um sistema de produção. O ganho deste sistema será definido pela performance existente na restrição e não nos outros recursos. A este recurso deverá ser dada toda a atenção possível. O planejamento de produção, os planos de manutenção e outros planos, deverão considerar a importância deste recurso para todo o sistema. O ideal seria que este recurso nunca parasse de produzir, que seja por falha própria ou por falta de material. Um tempo ganho num recurso não restritivo não representa nada, apenas mais tempo ocioso. Enquanto que um tempo ganho num recurso gargalo representa tempo ganho em todo o sistema de produção. A demanda necessária é 14 unidades por dia e o sistema é capaz de gerar apenas 8 unidades por dia. Logo percebe-se que existe uma restrição, impossibilitando o sistema de obter um desempenho superior. Tudo deve ser feito para melhorar o desempenho do processo C. Qualquer melhoria neste processo reflete diretamente em todo o sistema. As empresas utilizam recursos para produzir bens e serviços. Os recursos são escassos. Daí por que, ao buscarem otimizar a alocação dos recursos, visando produzir o melhor resultado, as empresas devem levar em conta as limitações e restrições existentes. A Teoria das Restrições aplica um método para administração dos processos de produção nas indústrias, visando a maximização dos resultados. Seguindo esta interpretação, Goldratt [11] afirma que a meta das empresas é ganhar dinheiro tanto no presente quanto no futuro e todos os processos de gestão devem estar de acordo com esse objetivo principal. Por isso, a Teoria das Restrições é uma abordagem da programação matemática, sendo que quando suas variáveis podem ser expressas por equações e inequações lineares, os problemas podem ser tratados pela programação linear. O modelo matemático de um problema de programação linear pode ser representado por: max (min) Z = c 1 x 1 + c 2 x c n x n 16

30 Capítulo 3 Fundamentação Teórica Sujeito a: a 11 x 1 + a 12 x a 1n x n < b 1 a 21 x 1 + a 22 x a 1n x n < b 2 a m1 x 1 + a m2 x a mn x n < b m onde: x i 0 e b j 0, para i = 1,2,...,n e j = 1,2,...,m. Z é a função matemática que codifica o objetivo do problema e é denominada função objetivo. As inequações são as funções matemáticas que codificam as principais restrições identificadas. A linguagem simbólica é traduzida a seguir: Z função a ser maximizada ou minimizada (geralmente ganho ou custo), respeitando o conjunto de elementos do problema ou restrições; x i variáveis decisórias que representam as quantidades ou recursos que se quer determinar para otimizar o resultado global; c i coeficientes de ganho ou custo que cada variável é capaz de gerar; b j quantidade disponível de cada recurso; a ij quantidade de recurso que cada variável decisória consome. Segundo Iudícibus [13, p. 329] a Programação Linear, é um instrumento poderoso de análise e seleção de alternativas ótimas. O uso deste instrumento deve ser considerado, portanto, por qualquer empresa que busque ampliar seus resultados por meio da gestão da produção Classificação das operações de manufatura segundo a Teoria das Restrições A TOC consiste dos seguintes componentes, conforme Figura 3.3: 1. um ramo logístico, com as metodologias tambor-pulmão-corda e o gerenciamento dos pulmões, e as estruturas V-A-T; 2. um segundo ramo que consiste no processo de gerenciamento das restrições, nos indicadores de desempenho do sistema; 3. um terceiro ramo envolvendo a solução de problemas que consistem em diagramas de efeitocausa-efeito. 17

31 Capítulo 3 Fundamentação Teórica O ramo de Logística consiste na metodologia de programação tambor-pulmão-corda. A análise V-A-T é uma classificação de processos de produção que identifica o fluxo geral do produto, os pontos de controle e a posição estratégica dos pulmões. O segundo ramo traz um entendimento sobre o processo de gerenciamento das restrições e o sistema de indicadores de desempenho O terceiro ramo da TOC é a metodologia de solução de problemas, denominado processos de pensamento. O diagrama de fluxo de um processo de produto contém diversas interações entre recursos e produtos. Algumas destas interações irão dominar o comportamento de todo o sistema de produção. Os sistemas de produção que possuem os mesmos diagramas de fluxo terão características similares e apresentarão os mesmos tipos de problemas. 18

32 19 Logística Processo de Análise V-A-T programação TPC: Tambor-Pulmão- Corda Gerenciamento dos Pulmões Teoria das Restrições Gerenciamento das restrições Ganho Inventário Decisão sobre mix de Diagramas Despesas produtos Ganho dólar /dia ECE operacionais Figura 3.3: Classificação da Teoria das Restrições. Processos de pensamento Auditoria ECE Diagrama de nuvens Capítulo 3 Fundamentação Teórica

33 Capítulo 3 Fundamentação Teórica Manufatura em V A Manufatura em V possui poucas entradas e muitas saídas. Estas são caracterizadas por um produto simples que é transformado em diferentes produtos no estágio seguinte. Na Manufatura V o número de itens finais é muito maior que os de matérias primas. O principal problema encontrado neste tipo de Manufatura é o fato de que os estoques de produtos acabados são geralmente muito elevados. Manufatura em A A Manufatura em A possui operações de montagem de poucos produtos diferentes com componentes muito variados. Estas são caracterizadas por dois ou mais componentes são montados para resultar em um único produto. O principal problema encontrado neste tipo de Manufatura é o pessoal de montagem reclamando constantemente da falta de material. Manufatura em T Na Manufatura em T os componentes podem ser combinados para formar um grande número de diferentes montagens. O principal problema encontrado neste tipo de Manufatura é o fato de que existem grandes estoques de produtos acabados e de componentes. É importante mencionar o atual estágio de influencia da TOC na gestão das operações nos mais diversos tipos de negócios. Conforme Spencer e Cox [14], abaixo são listados alguns temas onde se pode perceber a influência da TOC: 1. Abordagem estratégica da TOC, em que as proposições de Goldratt demonstram a necessidade de uma reflexão tendo como eixo direcionador de análise as restrições que impedem a empresa de melhorar o seu desempenho econômico financeiro hoje e no futuro; 2. Influência na Contabilidade de Custos. A abordagem proposta por Goldratt é mais abrangente do que a Contabilidade de Custos, na medida em que permite elaborar um conjunto de indicadores de desempenho mais relacionados com a meta da empresa; 3. Aspectos relacionados ao planejamento e controle da produção; 4. Aplicação da TOC no campo da gestão de projetos; 5. Aplicação do processo de pensamento da TOC em outras áreas para estruturação, identificação, análise e solução de problemas organizacionais. 20

34 Capítulo 3 Fundamentação Teórica Mundo do custo mundo do ganho Alves [15] enfatiza que a TOC utiliza o conceito que a soma dos ótimos locais não necessariamente representa o ótimo global. A restrição é um elemento que impede o sistema de obter um desempenho melhor comparado ao máximo que ele pode alcançar. O Gerente que quer aumentar os ganhos da empresa deve melhorar o desempenho dos recursos restritivos. As empresas, tradicionalmente, são gerenciadas por meio da melhoria individualizada dos sistemas, ou seja, a melhoria dos sistemas de forma independentemente da melhoria global. A TOC reconhece o importante papel que o recurso restritivo exerce na determinação da saída do sistema como um todo. Spencer e Cox [14] dizem que o gerenciamento das restrições tem seu maior impacto na medida em que permite aos gerentes desenvolver uma visão da organização como um sistema, contrária à visão do gerenciamento tradicional que consiste em otimizar o desempenho de cada departamento de forma isolada. Geralmente qualquer técnica ou metodologia de gerenciamento que possui uma visão sistêmica ampla ou uma perspectiva de sistema é chamada de gerenciamento de processo. Durante os tempos da revolução industrial os proprietários/gerentes adotaram a visão sistêmica para planejar e controlar as organizações. As primeiras organizações eram relativamente pequenas, e todas as funções estavam localizadas na mesma área geográficas. Normalmente, as empresas são gerenciadas pela busca constante da redução contínua dos custos. A redução de custos passa a ser a mola mestre da estratégia das empresas. A TOC reconhece a importância dos programas de redução de custos, entretanto, para esta teoria a redução dos custos não é o ponto mais importante. A TOC não aloca custos aos produtos, já que esta abordagem tradicional de custos pressupõe que é necessário ter ótimos locais para ter o ótimo global. Por meio da compreensão dos conceitos da TOC, os gerentes de produção podem obter melhorias imediatas nos resultados de suas organizações. Gomes [16] relembra que a contabilidade de custos tradicional tem foco na melhoria dos indicadores locais, enquanto que a contabilidade de ganhos, proposta por Goldratt, entende que as otimizações locais não, necessariamente, conduzirão à otimização global. Indicadores de Desempenho da Teoria das Restrições As premissas da contabilidade de ganhos diferem da contabilidade dos custos. 21