UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MARINA COSTA GALVÃO

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1 0 UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MARINA COSTA GALVÃO A PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO NO PROCESSO DE CORTE E DOBRA DE UMA EMPRESA DO RAMO SIDERÚRGICO LOCALIZADA EM SÃO LUÍS MA São Luís 2015

2 1 MARINA COSTA GALVÃO A PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO NO PROCESSO DE CORTE E DOBRA DE UMA EMPRESA DO RAMO SIDERÚRGICO LOCALIZADA EM SÃO LUÍS MA Monografia apresentada ao Curso de Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Estadual do Maranhão como requisito para obtenção do grau de bacharel em Engenharia de Produção. Orientador: Profº. Ms. Mauro Enrique Carozzo Todaro São Luís 2015

3 2 Galvão, Marina Costa. A programação da produção no processo de corte e dobra de uma empresa do ramo siderúrgico localizada em São Luís - MA / Marina Costa Galvão. São Luís, f Monografia (Graduação) Curso de Engenharia de Produção, Universidade Estadual do Maranhão, Orientador: Prof. Msc. Mauro Enrique Carozzo Todaro 1.Planejamento da produção. 2.Controle da produção. 3.Programação da produção. 4.Job shop. 5.Sequenciamento. I.Título CDU: (812.1)

4 2 MARINA COSTA GALVÃO A PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO NO PROCESSO DE CORTE E DOBRA DE UMA EMPRESA DO RAMO SIDERÚRGICO LOCALIZADA EM SÃO LUÍS MA Monografia apresentada ao Curso de Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Estadual do Maranhão como requisito para obtenção do grau de bacharel em Engenharia de Produção. Aprovada em: / / BANCA EXAMINADORA: Profº. Ms. Mauro Enrique Carozzo Todaro (Orientador) Universidade Estadual do Maranhão Profº. Ms. Moisés dos Santos Rocha Universidade Estadual do Maranhão Profº. Ms. Abraão Ramos da Silva Universidade Estadual do Maranhão

5 3 Dedico este trabalho aos meus pais, Jorge e Madalena, minhas fontes inesgotáveis de amor, apoio e segurança.

6 4 AGRADECIMENTOS Durante a trajetória de minha vida, e que muito ainda tenho a caminhar, sempre tive o esteio de alguns que foram fundamentais para o sucesso obtido em cada etapa concluída. Com a Engenharia não poderia ser desigual. Ao longo dessa caminhada, houve momentos de cansaço, mas o foco e a determinação em seguir adiante e realizar um sonho foi sempre maior. Aqui, agradeço aqueles que exerceram papéis fundamentais no alcance dessa vitória. Ao meu Deus, responsável por me dar sabedoria, saúde e discernimento para escolher um caminho e conseguir caminhar até o fim. À minha mãe, Madalena Galvão, cujos ensinamentos me fizeram quem sou e me fazem querer ser uma pessoa melhor a cada dia. Nada faria sentido sem o seu amor de mãe sempre comigo. Ao meu pai, Jorge Galvão, por exercer com perfeição os papéis de pai, amigo, conselheiro e profissional. Sem dúvidas, minha maior referência de homem íntegro, honesto, dedicado e que não mede esforços para ver nossa família feliz. A minha irmã, Mariana Galvão, que, mesmo com tantas diferenças a nos rodear, consegue ser sinônimo de amizade, cumplicidade, parceria e companheirismo. Certamente, o maior presente que me foi proporcionado, juntamente, com o ensinamento de que a vida é mais feliz quando há divisões. Aos demais familiares, especialmente meus avós, que sempre estiveram comigo, me mostrando a importância de uma família unida e torcendo sempre por mim. Ao meu querido companheiro, Guilherme, por estar comigo nessa caminhada atribulada e, sobretudo, pelo apoio e atenção dedicados a cada dia. Aos amigos de curso, com quem dividi conhecimentos, dúvidas e experiências. Foram cinco anos de muita convivência, companheirismo e estudos. Aos amigos que mantive no decorrer dos anos, não só pelos momentos de diversão, mas, principalmente, por entenderem quando precisei estar ausente. A empresa e aos colegas de trabalho, pela disponibilidade do espaço para a realização do presente estudo e por terem me acolhido, me proporcionando aprendizado, experiência e valores profissionais. Ao meu orientador, Mauro, pelos aprendizados, auxílio, incentivo e por ter acreditado no meu potencial.

7 5 Aos professores que fizeram parte do meu percurso, pelos ensinamentos que me foram transmitidos e que são exemplos de profissionais. Enfim, agradeço a todos aqueles que participaram dessa conquista, me ajudando a seguir em frente e torcendo pelo meu sucesso.

8 6 Não aponte falhas, aponte soluções. Henry Ford

9 7 RESUMO O sucesso e a continuidade de uma organização no mercado atual dependem de sistemas produtivos eficientes. O planejamento, a programação e o controle da produção exercem um papel fundamental nesse contexto. O surgimento e/ou aprimoramento de técnicas e tecnologias, com foco na área de programação da produção, tem proporcionado às organizações um melhor atendimento ao cliente e maior confiabilidade nos serviços, garantindo assim competitividade no mercado. O presente trabalho propõe descrever e identificar pontos de melhoria no método de programação de pedidos de aço cortado e dobrado em uma empresa localizada em São Luís no Estado do Maranhão. Trata-se de um ambiente do tipo Job shop: produção sob encomenda, alta variedade e volume moderados, um desafio á programação. A metodologia caracteriza-se como estudo de caso, com abordagem quali-quantitativa. A coleta de dados foi realizada através de observação in loco, entrevistas e análise de dados históricos. A utilização de conceitos e métodos da área de planejamento, programação e controle da produção contribuíram para o desenvolvimento do estudo e para a identificação de pontos de oportunidade no processo juntamente com propostas sugeridas. Conclui-se que o trabalho atingiu os objetivos propostos, comparando teorias de métodos de programação, porém seria conveniente outros estudos em busca da otimização do processo produtivo. Palavras-chave: Planejamento da produção. Controle da produção. Programação da produção. Job shop. Sequenciamento.

10 8 ABSTRACT The success and the continuity of a company on the current market rely on efficient production systems. The planning, programming and control of production play an important role in this scenario. The emergence and-or improvement of techniques and technologies with focus on production scheduling has provided organizations a better customer care and more reliable services, ensuring market competitiveness. In this way, this work aims to describe and identify key points for improvement on the method of programming orders for cut and folded steel located in São Luís in the state of Maranhão. The system is classified as a job shop type setting i.e., custom production, high variability and moderate volume a.k.a. a challenge for programming. The methodology is characterized by a case study with a mix of qualitative and quantitative approaches. The data collection was conducted through on site observation, interviews and data analysis based on historical data. The use of concepts and methods of planning, programming and control of production contributed to the development of this study and to the identification of key points in the process along with suggested proposals. In conclusion, the work reached objectives, comparing theories of programming methods, but it would be appropriate other search studies for the optimization of the production process. Keywords: Production planning. Production control. Production programming. Job shop. Scheduling.

11 9 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Estrutura geral do sistema de PPCP 20 Figura 2 - Produtos de aço cortado e dobrado 38 Figura 3 - Cortadeira 39 Figura 4 - Dobradeira 39 Figura 5 - Estribadeira 39 Figura 6 - Vista de cima do galpão de corte e dobra 40 Figura 7 - Detalhamento de uma ordem de serviço ou etiqueta 41 Figura 8 - Fluxograma do processo 42 Figura 9 - Planilha Excel para um dia de produção 45 Figura 10 - Painel de controle da produção de bitolas 47

12 10 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Aspecto de um gráfico de Gantt para alocação de carga 25 Quadro 2 - Regras de sequenciamento usuais 29 Quadro 3 - Descrição de regras de sequenciamento segundo alguns autores 31 Quadro 4 - Taxa média de produção por bitolas 43 Quadro 5 - Regras para programação de pedidos em ordem de prioridade 45 Quadro 6 - Regras de sequenciamento em ordem de prioridade 46

13 11 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS APS CR DD DS EDD ERP FIFO FSFO LEF LIFO LOT MPS MRP MTP PCP PEPS PMP PPCP RC SOT SS TE TI - Advanced Planning and Scheduling - Critical Ratio - Data Devida - Dynamic Slack - Earliest Due Date - Enterprise Resource Planning - First In, First Out - First in the System, First Out - Lote Econômico de Fabricação - Last In, First Out - Longest Operation Time - Master Production Schedule - Material Requirements Planning - Menor Tempo de Processamento - Planejamento e Controle da Produção - Primeiro a Entrar, Primeiro a Sair - Plano Mestre de Produção - Planejamento, Programação e Controle da Produção - Razão Crítica - Shortest Operation Time - Static Slack - Tempo de Esgotamento - Tecnologia da Informação

14 12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Objetivos 14 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Gestão da Produção Planejamento e Controle da Produção Programação da produção Objetivos da programação e controle da produção Programação para sistemas de volume intermediário Programação para sistemas de baixo volume Alocação de carga Sequenciamento de tarefas ou operações Casos especiais de sequenciamento Regras heurísticas Vantagens e desvantagens das principais regras de sequenciamento Tecnologia da Informação na programação 33 3 METODOLOGIA 35 4 APRESENTAÇÃO DO ESTUDO DE CASO Sistema produtivo do setor de Corte e Dobra Sistema de PCP do setor de Corte e Dobra Método atual de programação Programação de pedidos Programação das ordens de serviço 46 5 ANÁLISES E DISCUSSÕES 48 6 CONCLUSÃO 52 REFERÊNCIAS 54 APÊNDICE 56

15 13 1 INTRODUÇÃO O sucesso e a continuidade de uma organização no mercado atual dependem de sistemas produtivos eficientes. Dessa forma, a Gestão da Produção tem um papel fundamental, tornando a organização capaz de satisfazer as exigências dos clientes e garantindo assim maior competitividade. A Gestão da Produção, também chamada de Gestão de Operações, diz respeito às atividades orientadas para a produção de um bem ou a prestação de um serviço (MOREIRA, 2012). A Gestão da Produção é uma das áreas de maior oportunidade e desenvolvimento para o engenheiro de produção. Dentro das empresas, grande parte das responsabilidades da Gestão de Operações e/ou processos é atribuída ao setor de Planejamento e Controle da Produção ou PCP (BATALHA, 2008). Quando bem elaborados e executados, o planejamento, a programação e o controle da produção permitem a maximização dos resultados. São definidas as prioridades e o que deve ser feito para atingi-las. Além disso, é fundamental que as empresas atuem na busca constante do aperfeiçoamento dos seus processos, comprometidas com o aumento da produtividade. As empresas modernas estão em constantes mudanças e atualizações, preocupadas com a qualidade e promovendo melhorias nos seus sistemas produtivos. O surgimento de novas técnicas e tecnologias, com foco na área de programação da produção, tem possibilitado que o desafio atual dos engenheiros de produção seja atingido: manter em funcionamento e melhorar cada vez mais o atendimento ao cliente. Para o desenvolvimento deste trabalho foi observado o processo de corte e dobra de aço de uma empresa do ramo siderúrgico localizada em São Luís - MA, no intuito de descrever, analisar e utilizar metodologias voltadas à Gestão de Operações com foco na programação da produção. Para se atingir um bom desempenho do processo de corte e dobra de aço, é necessário conhecer e identificar pontos que precisam ser aprimorados, sobretudo relacionados à programação da produção. Portanto, a metodologia utilizada no trabalho caracterizase por um estudo de caso, com finalidade descritiva, focado em uma unidade delimitada, no caso, o setor de Corte e Dobra de aço. A estrutura da pesquisa aqui desenvolvida divide-se em: Introdução, que

16 14 é um breve resumo do trabalho, mostrando sua importância e objetivos; Referencial teórico, que aborda a bibliografia sobre o tema relacionado para fundamentar a pesquisa; Metodologia, que trata da explicação de como foi realizado o estudo; Apresentação do estudo de caso, onde é feita a descrição da empresa, do setor de PCP e da programação atual; Análises e discussões, em que são feitas análises no método de programação da empresa, com base no referencial teórico; e a Conclusão, que refere-se às considerações finais do trabalho e propostas de pesquisas futuras. O estudo de caso demonstra como é realizada a programação atual na empresa e quais pontos de melhorias para o melhor retorno ao cliente. O processo de corte e dobra de aço da empresa analisada é feito por projeto e apresenta pontos de oportunidade relacionados à programação da produção e ao planejamento das atividades que são executadas. A programação utilizada atualmente apresenta problemas de sequenciamento dos pedidos e consequentemente, atrasos nas entregas. Isso é algo que a empresa pretende minimizar. Considerando os elementos expostos até aqui, este trabalho busca responder a seguinte pergunta de pesquisa: Qual método de programação da produção é mais adequado ao processo de corte e dobra de aço da empresa estudada? 1.1 Objetivos O objetivo geral da pesquisa é descrever a forma como é realizada a programação da produção no processo de corte e dobra de aço da empresa em análise. Os objetivos específicos do estudo são: a) Apresentar a importância do planejamento, programação e controle da produção para uma empresa; b) Conhecer o processo de programação dos pedidos de peças cortadas e dobradas da empresa; c) Identificar as variáveis e as restrições relevantes à programação do sistema produtivo de corte e dobra da empresa; d) Sugerir propostas de melhorias ao processo.

17 15 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 Gestão da Produção Primeiramente, para compreender o processo de programação da produção e sua importância para as organizações, é necessário abordar os principais conceitos, destacando-se a finalidade da Gestão da Produção e seus processos, com foco no Planejamento, Programação e Controle da Produção (PPCP) para as empresas. A civilização humana vem transformando matéria-prima em produtos acabados desde os tempos pré-históricos, é algo que faz parte da sua natureza. Para que isso ocorresse era necessário gerenciar as atividades, ainda que de forma primária. Muito antes da utilização de termos como gestão ou engenharia de produção, o homem já buscava organizar os recursos disponíveis para fazer seus produtos de forma racional (BATALHA, 2008). Slack, Johnston e Chambers (2009) dividem a organização em quatro funções principais: a função produção, a função marketing, a função contábilfinanceira e a função de desenvolvimento de produto/serviço. Neste trabalho, será destacada a função produção. A função produção é central para a organização porque produz os bens e serviços que são a razão de sua existência. (SLACK; JOHNSTON; CHAMBERS, 2009, p.5). Qualquer organização possui uma função produção, visto que representa a reunião dos recursos necessários à produção dos bens e serviços. Esses autores consideram cinco objetivos de desempenho a serem seguidos pelo sistema de produção, e que são foco da Gestão da Produção: qualidade dos bens e serviços, velocidade em que são entregues aos clientes, confiabilidade dos prazos de entrega, a flexibilidade para mudanças e o custo da produção. Slack, Johnston e Chambers (2009) também definem cada um desses objetivos: a) Qualidade significa fazer certo as coisas e pode ser facilmente identificada pelo consumidor, garantindo que ele retorne. Exerce grande influência sobre a satisfação ou insatisfação do consumidor, por isso as organizações consideram a qualidade um objetivo

18 16 extremamente importante. Em muitos casos, é a parte mais visível da produção. Pode satisfazer tanto os clientes externos como os internos. Uma produção com qualidade reduz custos e aumenta a confiabilidade; b) Velocidade refere-se a quanto tempo os clientes da organização esperam para receber seus produtos ou serviços. O principal benefício da rapidez de entrega é que estimula a venda, pois quanto mais rápido os bens e/ou serviços estiverem disponíveis para o consumidor, mais chances terão de serem comprados. A rapidez da operação interna também traz benefícios à organização, como redução de estoques e de riscos; c) Confiabilidade está relacionada ao cumprimento do prazo de entrega prometido ao cliente. Significa fazer as coisas em tempo para os consumidores receberem seus produtos e/ou serviços quando foram prometidos. Os consumidores irão julgar a confiabiliadade após a entrega, e isto afeta diretamente a chance do cliente comprar novamente; d) Flexibilidade trata da capacidade da empresa realizar mudanças buscando satisfazer as necessidades dos consumidores. Significa ser capaz de fazer alterações na operação. A mudança exigida pode ser de quatros tipos: flexibilidade de produto/serviço, flexibilidade de composto (mix), flexibilidade de volume e flexibilidade de entrega; e) Custo de produção é o principal objetivo das empresas e depende dos outros objetivos, para assim proporcionar maior lucro para a organização. O desempenho dos objetivos operacionais deve ser melhorado. Todas as empresas estão interessadas em reduzir custos. Para Batalha (2008), a Gestão da Produção corresponde ao conjunto das atividades de planejamento, gerenciamento e controle das ações necessárias para obtenção de produtos. Portanto, grande parte das responsabilidades dessa área são atribuídas ao setor de Planejamento e Controle da Produção (PCP).

19 Planejamento e Controle da Produção Segundo Russomano (2000), o Planejamento e Controle da Produção (PCP) é considerado um processo que engloba o planejamento e a organização dos processos existentes na produção, com a responsabilidade de obter os melhores resultados por meio do aumento da produtividade. O PCP deve garantir que sejam cumpridos todos os objetivos pré-estabelecidos no que diz respeito à quantidade, qualidade, prazo e lugar. Fernandes e Godinho (2010) referem que o PCP tem o objetivo de tomar uma série de decisões na produção, definindo o que, quanto, quem, onde, como e quando produzir, comprar e entregar. Slack, Johnston e Chambers (2009) consideram planejamento e controle o processo de conciliar demanda e fornecimento. Porém, pode haver incertezas tanto na demanda quanto no fornecimento, afetando a maneira que as empresas planejam e controlam suas atividades. Slack, Johnston e Chambers (2009, p. 283) também diferenciam o planejamento e controle de acordo com a temporalidade, em de longo prazo, de médio prazo e de curto prazo. No longo prazo, os gerentes de produção fazem planos relativos ao que eles pretendem fazer, que recursos eles precisam e quais objetivos eles esperam atingir. A ênfase está mais no planejamento do que no controle porque existe ainda pouco a ser controlado. Eles vão usar previsões da demanda provável, descritas em termos agregados. Já o planejamento e controle de médio prazo refere-se a planejar em mais detalhes (e re-planejar, se for necessário). Olha para frente para avaliar a demanda global que a operação deve atingir de forma parcialmente desagregada. (SLACK; JOHNSTON; CHAMBERS, 2009, p. 283). No planejamento e controle de curto prazo, [...] muitos dos recursos terão sido definidos e será difícil fazer mudanças de grande escala nos recursos. Todavia, intervenções de curto prazo são possíveis se as coisas não ocorrerem conforme os planos. (SLACK; JOHNSTON; CHAMBERS, 2009, p. 284). Nessa fase, a demanda é vista de forma completamente desagregada. É provável que não haja tempo para calcular os efeitos das decisões tomadas no curto prazo sobre todos os objetivos, porém, uma definição das prioridades servirá como base para as tomadas de decisão.

20 18 Para Corrêa, Gianesi e Caon (2005), o PCP é um setor sujeito a muitas mudanças que ocorrem no dia a dia das empresas, tendo que produzir muito mais com menos recursos para não deixar de atender os clientes. Vollman et al. (2006) afirmam que o sistema de PCP precisa adaptar-se ao ambiente da empresa e às necessidades da gerência, deve ser projetado de acordo com a natureza do processo produtivo, as expectativas dos clientes e o grau de integração da cadeia de suprimentos. Russomano (2000) também observou que conforme o tamanho da empresa, do estilo de produção e da variedade e quantidade de produtos fabricados, cada empresa precisa de um próprio modelo de PCP, estruturado de acordo com as suas necessidades. O volume e a variedade são fatores que afetam diretamente no planejamento e controle. Diferentes volumes e variedades irão impactar a prontidão de resposta ao consumidor, no horizonte de planejamento, nas decisões de programação, e na robustez do planejamento e controle (SLACK; JOHNSTON; CHAMBERS, 2009). Outra abordagem dada por Slack, Johnston e Chambers (2002) define Planejamento e Controle (da produção) como a atividade de decidir sobre o melhor emprego dos recursos da produção, assegurando, assim, a execução do que foi previsto. Em qualquer operação os recursos disponíveis não são infinitos, então existirão limitações. Slack, Johnston e Chambers (2002) dividem essas limitações de forma genérica em: a) Limitações de custos: os produtos e/ou serviços devem ser produzidos de acordo com custos determinados; b) Limitações de capacidade: a produção deve estar dentro dos limites de capacidades projetados para a operação; c) Limitações de tempo: a produção deve estar dentro de um intervalo de tempo, cumprindo prazos; d) Limitações de qualidade: os produtos e/ou serviços devem estar conformes com as tolerâncias aceitáveis. Em uma empresa as limitações são consideradas na elaboração do planejamento e da programação da produção. Independentemente do ramo de atuação ou do tamanho da empresa, o

21 19 planejamento é uma atividade que se faz presente. Para planejar se faz necessária uma previsão da demanda, ou seja, saber quanto a empresa planeja vender para tomar como ponto de partida em suas decisões. A previsão da demanda é, então, um processo racional de busca de informações sobre as vendas futuras dos produtos da empresa (MOREIRA, 2012). Juntamente com a previsão de demanda, trabalha o Planejamento Agregado. Este se refere às decisões de médio prazo (em geral de 6 a 12 meses), pois é o processo de balanceamento entre produção e demanda, combinando os recursos produtivos para atender essa demanda e atingir o custo mínimo (MOREIRA, 2012). O Plano Mestre de Produção (PMP) consiste na desagregação do planejamento agregado em produtos individuais, trata-se de um documento que informa quais e quantos itens serão produzidos de cada um, considerando um determinado período de tempo. Elaborar um Plano Mestre da Produção não é uma tarefa simples, como diz Moreira (2012, p. 362): Chegar a um Plano Mestre da Produção que compatibilize as necessidades de produção com a capacidade disponível pode se revelar uma tarefa complexa, principalmente se os produtos envolvidos exigirem muitas operações, em regime intermitente, ou seja, com a utilização do mesmo equipamento para diversos produtos. O processo é conduzido por tentativas, testando-se cada PMP para verificar a capacidade produtiva que ele exige. Dessa forma o PMP passa a servir para avaliar as necessidades imediatas da produção, para definir compras, e estabelecer prioridades entre os produtos na programação. Martins e Laugeni (2006) estruturam o sistema de Planejamento, Programação e Controle da Produção (PPCP) conforme a Figura 1.

22 20 Figura 1 - Estrutura geral do sistema de PPCP Fonte: Martins e Laugeni (2006, p. 216). 2.3 Programação da produção A programação da produção faz parte do sistema de PCP e pode ser uma atividade extremamente difícil. Segundo Lustosa et al. (2008) programar as tarefas de produção é decidir quando e onde cada tarefa deve ser realizada para que as entregas aconteçam no tempo certo, cumprindo o prazo combinado com o cliente, que todas as tarefas sejam executadas no menor tempo possível, de forma a reduzir os estoques em processos (intermediários) e a ociosidade dos recursos na operação das tarefas. Slack, Johnston e Chambers (2009) conceituam a programação como um cronograma detalhado com início e fim de cada trabalho, onde são declarados os volumes e os horários das atividades. Segundo eles, o método de programação mais utilizado é o gráfico de Gantt. Slack, Johnston e Chambers (2009, p.298) também destacam a complexidade da tarefa de programação da produção:

23 21 A atividade de programação é uma das mais complexas tarefas no gerenciamento de produção. Primeiro, os programadores têm que lidar com diversos tipos diferentes de recursos simultaneamente. As máquinas terão diferentes capacidades e capacitação; o pessoal terá diferentes habilidades. De maneira mais importante, o número de programações possíveis cresce rapidamente à medida que o número de atividades e processos aumenta. A tarefa de programação precisa possibilitar respostas às mudanças do mercado e à diversidade de mix de produtos. E os gargalos evitados a todo custo. Ainda segundo esses autores, o Planejamento, Programação e Controle da Produção, principalmente no que se refere a volume e tempo, deve desempenhar três atividades distintas e integradas: a) Carregamento: determinação do volume que uma operação produtiva pode executar; b) Sequência: determinação da prioridade de tarefas a serem executadas; c) Programação: determinação do início e fim para cada operação. Quanto à classificação da programação, Slack, Johnston e Chambers (2002) dividem a programação como empurrada ou puxada. Na programação empurrada, tem-se um sistema centralizado onde as decisões de planejamento e controle são emitidas para centros de trabalho que devem executar suas tarefas e mandar seus produtos (intermediários) para a estação de trabalho seguinte. A programação puxada trata de um sistema no qual a demanda é acionada a partir de requisições de centros de trabalhos consumidores (internos). No sistema empurrado, as atividades são programadas através de um sistema central, cada centro de trabalho empurra o trabalho. Na prática pode levar a tempo ocioso, estoque elevado e filas. No sistema puxado, o passo e as especificações são estabelecidos pela estação de trabalho do consumidor, puxando o trabalho da estação anterior (fornecedor). Sua principal função é regular o nível de estoque, mantendo-o mais baixo possível, sem comprometer a produção Objetivos da programação e controle da produção Após definido o Plano mestre de produção, surge o problema de programar e controlar a produção para atendê-lo. Os objetivos da programação da

24 22 produção, segundo Moreira (2012), são: a) Permitir que os produtos tenham a qualidade especificada; b) Fazer com que máquinas e pessoas operem com os níveis desejados de produtividade; c) Reduzir os estoques e os custos operacionais; d) Manter ou melhorar o nível de atendimento ao cliente. Esses objetivos podem ser conflitantes entre si, exigindo assim um balanço entre os vários objetivos. Moreira (2012) afirma que o foco de atenção da programação da produção está nos processos de alocação de carga e no sequenciamento de tarefas. A alocação de carga consiste em distribuir as operações necessárias pelos vários centros de trabalho. Já o sequenciamento de tarefas refere-se ao processo de determinar a ordem na qual essas operações serão realizadas, uma vez que diferentes operações podem aguardar processamento em um determinado centro de trabalho. Para este autor, controlar a produção significa garantir que as ordens de produção serão cumpridas da forma e na data planejadas. Para controlar a produção são necessárias informações constantes como quantidade produzida de cada produto, utilização das máquinas, estado atual das ordens de serviço, etc. As técnicas para programação e controle variam de acordo com a estrutura do sistema produtivo, podendo ser dividida em: produção de volumes intermediários, produção intermitente de muitos produtos e produção em sistemas contínuos Programação para sistemas de volume intermediário No sistema de volume intermediário vários produtos são feitos na mesma linha de produção. Nesse caso o problema de programação não envolve alocação de carga, pois cada vez que um novo produto é programado são feitos os ajustes necessários nas máquinas. Mas cabem duas questões: quanto produzir e em que ordem os produtos serão produzidos?

25 23 Para responder a essas questões, Moreira (2012) considera os custos de preparação das máquinas juntamente com os custos de manutenção de estoque, determinando assim uma quantidade a produzir chamada Lote Econômico de Fabricação (LEF), tornando-se uma resposta de quanto produzir. Cálculo do LEF: Onde: - Cpu: custo de preparação unitário; - D: demanda; - Ceu: custo de estoque unitário; - P: quantidade produzida. Quanto à questão de sequenciamento, podem existir sequências mais favoráveis para a preparação das máquinas devido aos produtos possuírem características mais próximas em termos de necessidades de processamento, forçando assim que siga mesma ordem na prática. Moreira (2012) sugere a técnica de Tempo de Esgotamento (TE), que seria uma medida de urgência com que o produto deve ser fabricado. Calcula-se o TE dividindo a quantidade de estoque disponível pela taxa de consumo do produto: TE = Estoque disponível. Taxa de consumo Quanto menor o Tempo de Esgotamento, mais rápido ele ficará em falta; portanto, possui maior prioridade para entrar na linha de processamento. Esse cálculo do TE deve ser refeito toda vez que houver mudança de produto na linha de produção, para saber qual produto necessita ser produzido com maior urgência. É considerada uma técnica dinâmica, pois programa um único produto a cada rodada de produção, ou seja, a cada rodada, os cálculos são refeitos e um produto diferente é programado. Já uma técnica estática programaria todos os produtos a um só tempo (MOREIRA, 2012).

26 Programação para sistemas de baixo volume Tal situação corresponde a atividades industriais ou de serviço, existe variedade de produtos e com frequência os centros de trabalho são utilizados em operações de diferentes produtos. Moreira (2012) destaca que a programação da produção nesses sistemas intermitentes é complexa, pois geralmente existem estoques de material em processo que se acumulam em filas. O sequenciamento em um ambiente Job shop é um tópico importante para a programação da produção. O termo Job shop refere-se ao sistema de produção em que é feito um elevado número de produtos diferentes, normalmente em pequenas quantidades e geralmente de acordo com determinadas especificações do cliente (produção sob encomenda), que é o caso da empresa em análise. Para Souza, Carvalho e Barbastefano (2012) os sistemas de produção do tipo Job shop apresentam muita flexibilidade para fabricação de uma grande variedade de produtos. O fluxo de materiais não é unidirecional e cada tarefa tem um tempo diferente de processamento e um roteiro específico a percorrer. Na produção sob encomenda, além da má distribuição das tarefas existem diversas ocorrências que dificultam a organização do sistema produtivo. Dentre elas tem-se: dificuldades em determinar prazo de entrega; problemas de manutenção não programada das máquinas; gargalos de produção; falta de matéria prima; desperdícios de setups; replanejamento excessivo dos processos e demandas emergenciais (BRANDÃO; CORTES; SILIPRANDE, 2008). Portanto, o fluxo de trabalho deve seguir um melhor ritmo de produção e as filas menores possíveis, constituindo um verdadeiro desafio para a programação. As principais questões passam a ser a alocação de cargas entre os centros de trabalho e o sequenciamento das operações em um dado centro Alocação de carga A alocação de carga envolve a designação de operações aos centros de processamento ou trabalho. (MOREIRA, 2012, p.366). Dependendo de cada caso, as cargas podem ser alocadas de diversas formas, cabe então priorizar os objetivos: diminuir tempos ociosos das máquinas, minimizar custo com preparação, tempo para finalizar as operações, etc. Quando a operação é feita somente em um centro

27 25 específico, os problemas diminuem. Ele cita duas técnicas mais conhecidas para a alocação de carga: Alocação por meio de Gráfico de Gantt e Alocação pelo método de designação. Entre os vários tipos de gráfico de Gantt, o gráfico para alocação de carga é simples e consiste numa tabela onde cada linha horizontal corresponde a algum recurso produtivo (máquinas, pessoas, centros de trabalho, etc.) e na vertical encontra-se a unidade de tempo (horas, dias, semanas, etc.). No cruzamento são colocadas marcações que indicam a operação que será realizada e a duração dela conforme Quadro 1. Quadro 1 - Aspecto de um gráfico de Gantt para alocação de carga Centro de Trabalho Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 A Operação Operação 7 B Operação C Operação D Operação Operação 6 E Operação Fonte: Elaborado pelo autor (2015). A alocação pelo método de designação consiste numa sequência simples e repetitiva de cálculos, formulando o problema de designação de recurso em um modelo de Programação Linear. Distribui os recursos pelos trabalhos de acordo com o critério estabelecido. (MOREIRA, 2012). O carregamento é a quantidade de trabalho alocada para um centro de trabalho (SLACK; JOHNSTON; CHAMBERS, 2009, p.291). O carregamento leva em consideração o tempo de disponibilidade da máquina, lembrando-se que esse tempo poderá ser afetado por fatores como setup, trocas, limpezas, manutenção, etc. Os autores também dividem o carregamento de máquinas em finito ou infinito. No carregamento finito existe um limite estabelecido, baseado na capacidade, portanto o trabalho não pode exceder esse limite. Nesse tipo de carregamento é possível e necessário limitar a carga, como é o caso do processo de corte e dobra analisado. Já no carregamento infinito não há limite para a aceitação do trabalho.

28 Sequenciamento de tarefas ou operações Seja a abordagem do carregamento finita ou infinita, quando o trabalho chega, decisões devem ser tomadas sobre a ordem em que as tarefas serão executadas. Essa atividade é denominada sequenciamento. (SLACK; JOHNSTON; CHAMBERS, 2009, p. 293). Na programação, Lustosa et al. (2008) destacam o sequenciamento da produção, que seria a determinação da ordem (sequência) em que as tarefas devem ser executadas levando em conta alguns critérios. A programação da produção consiste em estabelecer o sequenciamento adequado ou ideal das ordens de serviço para minimizar e otimizar a utilização dos recursos. Cabe a ela o estabelecimento de prazos: início e fim de cada atividade. Moreira (2012) define algumas grandezas utilizadas para estabelecer os principais critérios de sequenciamento: a) Tempo de processamento do trabalho: também chamado tempo de máquina, é o tempo efetivamente gasto desde que o trabalho inicia o processamento até o término; b) Tempo de espera do trabalho: é o tempo que o trabalho espera para que inicie seu processamento; c) Tempo de término do trabalho: é a soma do tempo de espera e o de processamento, é o tempo total até que termine o processamento; d) Data devida de um trabalho: é a data que o trabalho deveria ficar pronto, utiliza-se uma data de referência; e) Atraso de um trabalho: é a diferença entre o tempo de término e a data devida. Entre os critérios mais comuns para julgamento das regras de sequenciamento estão o menor tempo médio de espera, mínimo atraso médio ou mínimo atraso máximo. Souza, Carvalho e Barbastefano (2012) afirmam que o sequenciamento da produção é um problema frequente na indústria e pode ser representado por modelos de programação matemática, objetivando minimizar o tempo de produção, reduzir atrasos nas entregas, etc. Porém, tais modelos contém elevada

29 27 complexidade computacional devido ao alto número de soluções possíveis. Sequenciamento da produção em ambientes job shop é uma tarefa de difícil resolução dada a complexidade computacional enfrentada, encontrando-se entre os problemas mais difíceis de otimização combinatória. (SOUZA; CARVALHO; BARBASTEFANO, 2012, p.1). É difícil alcançar uma solução ótima de sequenciamento para problemas de Job shop Casos especiais de sequenciamento Moreira (2012) apresenta os seguintes casos: 1) Sequenciamento de n trabalhos por um processador único; 2) Sequenciamento de n trabalhos por dois processadores em séries. No primeiro caso está o problema mais simples de sequenciamento, porém apresenta diferentes soluções dependendo do critério escolhido. Os dois critérios são: Minimização do tempo médio de término e Minimização do atraso máximo. No primeiro critério, o tempo médio de término será minimizado se os trabalhos seguirem a sequência na ordem crescente dos seus tempos de processamento, essa regra é mais conhecida como MTP ou menor tempo de processamento. Já no segundo critério, o atraso máximo é minimizado se os trabalhos forem sequenciados na ordem crescente de suas datas devidas, por isso essa regra é conhecida como Data Devida. Para o segundo caso é utilizado um procedimento matemático chamado Regra de Johnson. Essa regra minimiza o tempo de término do trabalho sequenciado por último, ou seja, minimiza o tempo decorrido entre o início do primeiro trabalho no processador 1 até a saída do último trabalho do processador 2. Utilizando essa regra, a eficiência será a máxima possível, visto que a eficiência é calculada pela formula: Eficiência = Soma dos tempos de processamento 2 x (Tempo de término do último trabalho) E minimizando o denominador, maximiza-se a eficiência.

30 Regras heurísticas Brandão, Cortes e Siliprande (2008) afirmam que as heurísticas são sugeridas por diversos autores para problemas de sequenciamento. Elas são técnicas utilizadas para solucionar problemas que demorariam muito tempo para serem resolvidos na forma computacional. Para os problemas de sequenciamento em Job shop estas regras são válidas na prática, pois muitas situações não exigem a solução ótima. Uma vez que seja considerado difícil encontrar esta solução ótima para ambientes de trabalho do tipo Job shop, uma solução é necessária para dar início (ou continuidade) à produção, então aceita-se utilizar outras técnicas, no caso as heurísticas, capazes de encontrar boas soluções não muito distantes da ótima e de forma relativamente rápida. Geralmente são adotadas para auxiliar nas decisões referentes ao sequenciamento devido a limitações de recursos disponíveis (SOUZA; CARVALHO; BARBASTEFANO, 2012). Montevechi et al. (2002), em seu artigo, expressam os métodos heurísticos como comparáveis a métodos determinísticos, e até os superam quando existem incertezas quanto aos tempos de processamento. Os resultados obtidos por métodos heurísticos são considerados satisfatórios pelos autores mencionados. Estes autores apontam a escolha de uma regra de prioridade para selecionar entre várias operações candidatas aquela que será executada. Para Moreira (2012, p. 377), as regras de prioridade são: [...] simplesmente modelos de decisão, usados em situações rotineiras de programação; são chamadas às vezes de regras empíricas de sequenciamento, embora essa designação não seja de todo apropriada, já que usualmente as regras de prioridade tem uma base completamente racional. Corrêa e Corrêa (2011) em seu livro mostram várias regras que são aplicadas a Job shops conforme Quadro 2.

31 29 Quadro 2 - Regras de sequenciamento usuais Regras de sequenciamento usuais para determinar prioridades em job shops SIGLA DEFINIÇÃO 1 FIFO First-In-First-Out - Primeira tarefa a chegar no centro de trabalho é a primeira a ser atendida. 2 FSFO First in the System, First Out - Primeira tarefa a chegar à unidade produtiva é a primeira a ser atendida. 3 SOT Shortest Operation Time - Tarefa com o menor tempo de operação no centro de trabalho é a primeira a ser atendida. 4 SOT1 Mesma SOT mas com o limitante de tempo máximo de espera para evitar que ordens longas esperem muito. 5 EDD Earliest Due Date - A tarefa com a data prometida mais próxima é processada antes. 6 SS Static Slack - Folga estática, calculada como "tempo até a data prometida menos tempo de operação restante". 7 DS Dynamic Slack - Folga dinâmica, calculada como "folga estática dividida pelo número de operações por executar". 8 CR Critical Ratio - Razão crítica calculada como "tempo até a data prometida pelo tempo total de operação restante". Fonte: Corrêa e Corrêa (2011). No sequenciamento são definidas as prioridades, que geralmente são estabelecidas baseadas em um conjunto de regras. Slack, Johnston e Chambers (2009) comentam sobre as principais regras de sequenciamento: a) Prioridade ao consumidor: permite que um consumidor considerado importante seja atendido antes de outros; b) Data prometida: trabalho é sequenciado de acordo com a data de entrega prometida ao cliente. Aumenta a confiabilidade da empresa; c) LIFO (last in first out): último cliente a entrar no sistema é o primeiro a sair; d) FIFO (first in first out): primeiro cliente a entrar no sistema é o primeiro a sair; e) Operação mais longa/ tempo total mais longo da tarefa em primeiro: trabalhos mais longos são sequenciados em primeiro lugar; f) Operação mais curta/ tempo total mais curto da tarefa em primeiro: executam primeiro os trabalhos mais curtos.

32 30 Essas regras são definidas de acordo com as particularidades de cada produção, ajustando-as às necessidades da empresa. Moreira (2012) também destaca três regras mais conhecidas para sequenciamento por meio de um único processador: a) PEPS: primeiro a entrar, primeiro a sair; b) MTP: menor tempo de processamento; c) DD: data devida. Essas regras são consideradas estáticas, pois referem-se a um conjunto de trabalho considerando que não existem mudanças na programação enquanto este conjunto todo não for inteiramente processado. Na prática, surge um termo rush, que significa dar preferência para um trabalho com maior prioridade, por qualquer motivo. As regras dinâmicas são aquelas que sequenciam um trabalho por vez. Uma das mais populares é denominada Razão Crítica (RC) e calcula-se da seguinte maneira: RC = Tempo de processamento Data devida Data atual Nesse caso, assim que acaba o processamento de uma operação em dado centro, já existem outros trabalhos aguardando processamento. Programa-se então o trabalho com maior Razão Crítica. Essa técnica envolve a regra MTP (Menor Tempo de Processamento) e a Data Devida. A pergunta Qual regra deve ser utilizada? não possui uma resposta definitiva, visto que o desempenho de cada regra varia, podendo ser melhor ou pior de acordo com diferentes critérios, dependendo de qual critério pretende-se atender (MOREIRA, 2012). A eficiência de cada regra varia quando aplicada a um conjunto de peças com diferentes tempos de processamento (MONTEVECHI et al., 2002). As regras heurísticas para sequenciamento de ordens de serviço em ambientes de produção do tipo Job shop são bastante utilizadas na prática. No Quadro 3 encontra-se o resumo das regras citadas.

33 31 Quadro 3 Descrição de regras de sequenciamento segundo alguns autores Resumo das regras de sequenciamento usuais SIGLA SIGNIFICADO DEFINIÇÃO AUTORES Correa e Correa (2011), First In, First Out ou FIFO ou Primeira tarefa a chegar no centro de Moreira (2012), Slack, 1 Primeiro a entrar, PEPS trabalho é a primeira a ser atendida. Johnston e Chambers primeiro a sair (2009) Last in, first out ou Última tarefa a chegar no centro de Slack, Johnston e 2 LIFO Último a entrar, trabalho é a primeira a ser atendida. Chambers (2009) primeiro a sair Correa e Correa (2011), Shortest Operation Prioriza tarefa com o menor tempo de SOT ou Moreira (2012), Slack, 3 Time ou Menor tempo operação (processamento) no centro de MTP Johnston e Chambers de processamento trabalho. (2009) 4 LOT Longest Operation Time ou Maior tempo de processamento Prioriza tarefa com o maior tempo de operação (processamento) no centro de trabalho. Slack, Johnston e Chambers (2009) 5 EDD ou Earliest Due Date ou DD Data Devida 6 SS Static Slack ou Folga estática 7 DS Dynamic Slack ou Folga dinâmica 8 CR Critical Ratio ou Razão crítica Fonte: Elaborado pelo autor (2015). Prioriza a tarefa com a data prometida mais próxima. Folga estática calculada por "tempo até a data prometida menos tempo de operação restante". Prioriza tarefa com menor folga. Folga dinâmica calculada por "folga estática dividida pelo número de operações por executar". Prioriza tarefa com menor folga. Prioriza trabalho com maior razão crítica. Correa e Correa (2011), Moreira (2012), Slack, Johnston e Chambers (2009) Correa e Correa (2011) Correa e Correa (2011) Correa e Correa (2011), Moreira (2012) Vantagens e desvantagens das principais regras de sequenciamento Para cada situação, poderá ser adotada uma série de regras de sequenciamento. A escolha dessas regras implica consequências ao processo e está baseada em diversas variáveis. Portanto, faz-se necessária a análise das

34 32 vantagens e das desvantagens na escolha de qual ou quais regras devem ser aplicadas. Neste tópico estão listadas as principais vantagens e desvantagens das regras de sequenciamento mais comuns: a) FIFO ou PEPS é visto por alguns autores como uma forma justa, geralmente é aplicada quando o cliente está próximo ao processo. Para Moreira (2012), as desvantagens são que quando um trabalho longo é programado antes, a tendência será a ociosidade nos centros de trabalho seguintes e aumento do estoque intermediário. Não visa a produtividade. b) LIFO é uma regra pouco utilizada por possuir efeito adverso na rapidez e na confiabilidade da entrega e não estar baseada em qualidade, flexibilidade ou custo (SILVA et al., 2012). c) MTP ou SOT minimiza tempo médio de processo, facilita o fluxo de trabalho e reduz estoques de material em processo (MOREIRA, 2012). Por outro lado, pode prejudicar consumidores maiores, pois processos longos são adiados. d) LOT visa alta utilização e a redução de trocas de máquinas. Porém, pode comprometer a rapidez, confiabilidade e flexibilidade do processo (SILVA et al., 2012). e) EDD ou Data Prometida usualmente minimiza atrasos, pois melhora a confiabilidade de entrega e a média de rapidez. Não proporciona um sequenciamento ótimo, pois não visa a eficiência (SLACK; JOHNSTON; CHAMBERS, 2002). f) Prioridade ao consumidor permite que um cliente importante ou temporariamente ofendido possa ser atendido antes de outros, independente da data de chegada deste cliente (SLACK; JOHNSTON; CHAMBERS, 2002). É uma forma de garantir a preferência do consumidor. Como desvantagens pode baixar desempenho e produtividade da fábrica. g) CR busca balancear as regras SOT com a EDD, tornando-se assim mais completa e levando a atrasos reduzidos (MOREIRA, 2012).

35 33 Vale ressaltar que na prática geralmente as empresas optam por utilizar uma combinação dessas regras e não uma exclusivamente. O uso de regras de sequenciamento combinadas permite usufruir dos benefícios gerados pelas regras adotadas simultaneamente (SILVA et al., 2012) Tecnologia da Informação na programação No contexto atual, a Tecnologia da Informação (TI) vem crescendo com numerosos aplicativos de software, dando suporte aos processos produtivos, principalmente na área de Planejamento, Programação e Controle da Produção (PPCP). As atividades de PPCP são as que mais exigem cálculos sistematizados, portanto, os computadores passaram a participar desse processo (MARTINS; PRADO; ABREU, 2008). A partir da década de 90, as empresas passaram a utilizar sistemas ERP (Enterprise Resource Planning ou Planejamento dos Recursos Empresariais) para controlar e integrar as informações de seus processos. Dentro do ERP, utiliza-se o MRP (Material Requirements Planning), porém esses sistemas são considerados simplificados e não atendem perfeitamente às necessidades da programação detalhada da produção (GIACON; MESQUITA, 2011). Segundo Giacon e Mesquita (2011), os sistemas APS (Advanced Planning and Scheduling) surgem como alternativa para solucionar problemas mais complexos de PPCP. Estes sistemas complementam o ERP. Os autores listam as características principais dos APS: a) Ferramentas de suporte a decisão; b) Capazes de simular diversos planos e programações com diversas restrições; c) Geração de planos otimizados; d) Resolvem problemas complexos de PCP, utilizando métodos heurísticos, programação linear, etc.; e) Grande velocidade de processamento. O objetivo principal é determinar com exatidão o programa de produção e gerar um sequenciamento viável, considerando as restrições existentes no processo,

36 34 como disponibilidade de materiais e máquinas. Liddell (2009, p.124) define APS como: Software para planejamento e programação da produção em capacidade finita. Usados para gerenciamento da manufatura, têm como características relevantes o uso de algoritmos e heurísticas sofisticadas, levam em consideração as mais diversas variáveis e restrições presentes em sistemas de produção, bem como as políticas e estratégias de utilização da capacidade instalada e de atendimento da demanda estabelecidas pela empresa. Segundo Azanha e Camargo Junior (2015), os sistemas APS servem de suporte à tomada de decisão. A definição para APS pode ser qualquer programa computacional que utilize algoritmos matemáticos avançados ou lógica para otimizar ou simular uma programação com capacidade finita. Dessa forma, esses sistemas buscam considerar todas as restrições existentes no processo produtivo para maximizar os objetivos, utilizando regras de sequenciamento heurísticas e métodos de otimização. De acordo com Liddell (2009), os sistemas APS são difíceis de desenvolver comparados ao ERP, pois é necessário criar um sequenciador (ou gerador de sequenciamento), e estes são complexos. Leva tempo e tecnologia para o desenvolvimento de um bom sequenciador, o poder e a flexibilidade do APS depende da eficiência dele. Os sistemas APS muitas vezes geram e avaliam vários cenários para fornecer um planejamento e programação em tempo real, visualizar a disponibilidade de atendimento e a capacidade de entrega. A gestão seleciona o cenário mais apropriado para utilização na empresa (AZANHA; CAMARGO JUNIOR, 2015). Liddell (2009) destaca a necessidade dos sistemas de planejamento e sequenciamento serem fáceis de customizar e modificar, para assim atender as mudanças ocorridas na empresa. Devem fornecer regras de sequenciamento personalizadas, considerar restrições do mundo real e calcular tempos de acordo com a sequência escolhida. Um bom sistema de sequenciamento elimina grande parte do esforço manual que apenas mantem a programação atualizada, pois ele automatiza a geração de programas de produção confiáveis. Nos sistemas APS criam-se regras específicas, porém cabe ao responsável pela programação (também chamado programador) escolher qual delas funcionam melhor em cada situação (LIDDELL, 2009).

37 35 3 METODOLOGIA A pesquisa científica tem como objetivo fundamental descobrir respostas para problemas por meio do emprego de procedimentos científicos. A pesquisa pode ser classificada quanto aos seus objetivos, quanto a sua natureza e quanto aos procedimentos técnicos utilizados (GIL, 2002). Segundo Gil (2002), quanto aos objetivos, as pesquisas podem ser divididas em três grupos: 1) Pesquisa exploratória: aquela que tem por objetivo tornar o assunto familiar, escolhida quando o assunto tratado é pouco desenvolvido. 2) Pesquisa descritiva: visa descrever as características de determinado fenômeno e o estabelecimento de relações entre as variáveis. 3) Pesquisa explicativa: quando o objeto de estudo é suficientemente conhecido, e pretende-se identificar os fatores que determinam ou contribuem para a ocorrência de fenômenos. O trabalho em questão trata de uma pesquisa descritiva, uma vez que sua preocupação está voltada para observação e descrição dos fatores que influenciam na programação da produção do processo em análise e qual a melhor forma de agrupá-los. Ainda conforme Gil (2002), quanto á natureza, a pesquisa pode ser: básica, aquela que envolve verdades e interesses universais, sem aplicação prática prevista, apenas com o intuito de gerar novos conhecimentos á ciência. E Pesquisa aplicada, que envolve verdades e interesses locais, dirigida á solução de problemas específicos, e aplicar os conhecimentos de forma prática. No trabalho aqui realizado, a pesquisa é aplicada, visto que a programação da produção de uma empresa específica será colocada em análise, voltada aos interesses locais. Quanto à classificação por procedimentos técnicos, foi realizado um estudo de caso na empresa de corte e dobra de aço, por meio da observação direta das suas atividades. Para Gil (2008), o estudo de caso é uma pesquisa realizada em uma unidade delimitada, com o objetivo de aprofundar-se e detalhar as características do objeto de estudo em questão. A metodologia utilizada costuma ser menos rígida e os procedimentos mais usuais são: observação, análise de

38 36 documentos, entrevistas. Fonseca (2002) também classifica a pesquisa quanto à abordagem do problema: qualitativa e quantitativa. Na pesquisa qualitativa destacam-se os aspectos dinâmicos, as interpretações, as hipóteses. Enquanto na pesquisa quantitativa as informações podem ser traduzidas em números, o foco está em medir, descrever, observar e não na interpretação. Portanto, quanto à abordagem do problema, esta pesquisa tem caráter quali-quantitativo, pois engloba elementos de descrição e interpretação. A empresa citada no trabalho é uma filial de uma multinacional, líder no segmento de aços longos nas Américas e uma das principais fornecedoras de aços longos especiais do mundo. Emprega mais de 45 mil colaboradores e possui operações industriais em 14 países (nas Américas, na Europa e na Ásia), as quais somam uma capacidade instalada superior a 25 milhões de toneladas de aço por ano. Além disso, é a maior recicladora da América Latina. A filial em estudo está localizada em São Luís do Maranhão; tem mais de 12 anos em atividade, sendo considerada de pequeno porte e atua em duas áreas: a) Comercial: trata apenas da distribuição de produtos como chapas, arames, pregos, vergalhões, etc.; b) Corte e dobra: é um serviço de corte e dobra de aço para a construção civil. O trabalho foi focado nesse setor de Corte e Dobra de área 919 m², onde trabalham 30 funcionários e a capacidade de 650 toneladas por mês. A coleta de dados aconteceu no próprio local onde ocorrem os fenômenos (in loco), através da observação direta, entrevistas e medidas de opinião. As entrevistas foram do tipo semiestruturada, pois não seguiam um roteiro rígido com perguntas padrão, tinham um caráter mais aberto e os entrevistados responderam às perguntas de acordo com suas concepções, mas não os deixando falar livremente. O pesquisador não deve perder de vista o assunto (GIL, 2002). Os entrevistados foram o analista de produção e o chefe da unidade. Foram utilizados também dados históricos, documentos, planilhas e outras fontes fornecidas pela empresa observada. Com posse desses dados, principalmente os históricos, foi possível identificar diferentes critérios e fatores utilizados na elaboração da

39 37 programação. Durante a análise e interpretação dos dados foram identificados os fatores que influenciam a programação e como agrupá-los para melhor desenvolvimento das atividades do processo de corte e dobra de aço. A discussão dos dados será baseada na forma de sequenciamento das ordens de serviço adotada pela empresa e comparada com a forma proposta pela literatura para esse ambiente de trabalho. Alguns indicadores como tempo médio de processamento de pedidos, utilização e ociosidade dos recursos, capacidade das máquinas, redução de atrasos são levados em consideração.

40 38 4 APRESENTAÇÃO DO ESTUDO DE CASO 4.1 Sistema produtivo do setor de Corte e Dobra A empresa estudada atua no ramo siderúrgico, com o serviço de corte e dobra de aço para a construção civil. Trata-se de uma produção sob encomenda, pois os clientes (geralmente construtoras) solicitam os pedidos das peças de acordo com as especificações do projeto estrutural das obras. Os produtos podem ser classificados conforme espessura do aço, denominada de bitola, e nessa empresa trabalha-se com as bitolas: 4.2 mm, 5 mm, 6.3 mm, 8 mm, 10 mm, 12.5 mm, 16 mm, 20 mm e 25 mm. As bitolas 4.2 mm até 12.5 mm são consideradas finas e estão disponíveis em rolos (comumente chamados de bobinas), enquanto as bitolas de 16 mm até 25 mm são consideradas grossas e estão dispostas em vergalhões. Os tamanhos solicitados pelos clientes vão desde centímetros até 12 metros (tamanho máximo comercializado) e os formatos são bastantes variados: sem dobra (material reto), com uma ou mais dobras. Existe uma grande diversidade de produtos cortados e dobrados como se pode observar com base em alguns exemplos da Figura 2, caracterizando assim um sistema do tipo Job shop devido à alta variedade e volume moderado. Figura 2 Produtos de aço cortado e dobrado Fonte: Gerdau (2009). Dependendo da bitola, do tamanho e do formato, cada produto segue por máquinas diferentes. Nessa empresa existem 6 máquinas: uma cortadeira (C4), três estribadeiras (chamadas de Primas) e duas dobradeiras. As Figuras 3, 4 e 5 mostram cada uma dessas máquinas. Na cortadeira, é realizado apenas o corte dos

41 39 vergalhões, ou seja: materiais de bitolas grossas. As estribadeiras realizam tanto corte como dobra de materiais em rolos ou de bitolas finas, porém tem um limite de tamanho de dobra de 2,50 metros. Nas dobradeiras ocorrem a dobra dos materiais vindos da cortadeira e dos materiais vindos das estribadeiras com dobras superiores a 2,50 metros, ou seja, essas máquinas trabalham tanto com bitolas grossas como finas. Em um único pedido pode ser necessária a utilização de todas as máquinas. Figura 3 - Cortadeira Fonte: Elaborado pelo autor (2015). Figura 4 - Dobradeira Figura 5 - Estribadeira Fonte: Elaborado pelo autor (2015). Fonte: Elaborado pelo autor (2015). A fábrica funciona 24 horas por dia de segunda a sexta, em três turnos de trabalho: manhã, tarde e noite. No turno da manhã, assim como no turno da tarde, atuam oito operadores: três nas estribadeiras, dois na cortadeira, dois nas dobradeiras, e um chamado operador líder, que fica coordenando as atividades e é responsável pela movimentação de materiais por meio de uma ponte rolante existente no galpão. O turno da noite é reduzido, possuindo apenas 5 operadores. Devido a isso, algumas das máquinas ficam inoperantes neste período e estas são

42 40 selecionadas conforme demanda diária. Figura 6 - Vista de cima do galpão de corte e dobra Fonte: Elaborado pelo autor (2015). Na Figura 6, é possível observar as três máquinas estribadeiras ao fundo, as duas dobradeiras que ficam localizadas no lado esquerdo e a cortadeira do lado direito. Na parte central está o estoque de materiais prontos ou em processo. E acima está a ponte rolante utilizada na movimentação de cargas. A planta baixa do setor está no Apêndice. O fluxo do processo funciona da seguinte forma: o cliente faz seu pedido entrando em contato com o vendedor, que repassa as informações e os projetos estruturais para área técnica do Corte e Dobra. Ao solicitar o pedido, cliente informa data desejada para recebimento do material. Após acertada a data, os técnicos são responsáveis por interpretar os projetos, retirar as informações de bitola, formato, tamanho, quantidade das peças e repassar para um software utilizado pela empresa. Esse software gera as ordens de serviços, chamadas de etiquetas. Nessas etiquetas contém todos os detalhes para que a operação possa produzir as peças de aço cortado e dobrado. Na Figura 7 está detalhada uma etiqueta de produção.

43 41 Figura 7 Detalhamento de uma ordem de serviço ou etiqueta Fonte: Carlott (2012). Com posse dos pedidos feitos pelos clientes, começa o trabalho de planejamento, programação e controle da produção. A Figura 8 ilustra o fluxograma descrito.

44 42 Figura 8 Fluxograma do processo Fonte: Elaborado pelo autor (2015). 4.2 Sistema de PCP do setor de Corte e Dobra O setor de Corte e Dobra recebe a previsão de vendas mensal de modo agregado. Essa previsão é alinhada com os vendedores de corte e dobra e é definida pelo PEX Plano de Execução, que engloba os projetos e planos de ação da organização a médio e curto prazo. Com posse da previsão de vendas em toneladas, inicia-se o planejamento agregado, justamente porque é impraticável planejar a combinação da produção com a demanda individualmente para cada produto, então a necessidade de agregar. O planejamento agregado é considerado um processo aproximado, onde estima-se quantas toneladas devem ser produzidas diariamente para atender a demanda prevista para o mês. A partir daí, sabe-se em média quanto cada turno deve produzir, se serão necessárias horas extras de trabalho ou não. Por se tratar de um ambiente Job shop, o plano mestre de produção somente é realizado após a demanda confirmada, com a chegada dos pedidos. Esse plano trata da desagregação do planejamento em produtos individuais, ou no caso do corte e dobra, em produtos por bitola. Ele mostra quais e quantos itens

45 43 serão produzidos em cada dia de produção. Estas informações estão organizadas em uma planilha Excel, onde todos os colaboradores têm acesso para visualização. O sistema de ERP utilizado na unidade é o software SAP, que contempla também o MRP (Material Requirements Planning ou Planejamento das Necessidades de Material). Dessa forma os materiais necessários para a produção são solicitados através do MRP, e este também pode ser considerado um sistema de controle de estoque da demanda dependente. O analista de produção é responsável pela solicitação de matéria-prima e atualização de estoques conforme produção, tudo feito via SAP, utilizado em todas as filiais da empresa. Algumas planilhas Excel auxiliam nesses processos. Por fim, é feita a programação do chão de fábrica, através do sequenciamento das ordens de serviço, que será descrito no tópico a seguir. Para o Planejamento e Controle da Produção na empresa, além das já mencionadas planilhas Excel e o SAP (software de ERP), utiliza-se também um banco de dados no Access. O Access é utilizado para inserir os dados da produção colhidos na operação diária por meio de anotações dos operadores nos livros de produção, onde são informados qual o peso cada máquina produziu e de qual bitola. Os tempos de processamento das peças variam conforme bitola e formato, para planejar é considerado uma taxa média de processamento para cada bitola baseado no histórico de produção conforme Quadro 4. Quadro 4 - Taxa média de produção por bitolas Taxa média de produção Bitolas (mm) Kg/H Máquina Prima III Prima III Prima II Prima II Prima I Prima I C C C4 Fonte: Elaborado pelo autor (2015).

46 Método atual de programação A programação pode ser dividida em duas etapas: a programação de pedidos e a programação das ordens de serviço (etiquetas). Estas etapas estão detalhadas a seguir, em tópicos distintos Programação de pedidos Durante a solicitação do pedido das peças de aço, o cliente informa a data desejada para receber o material. A partir dessa informação o pedido será agendado (conforme fluxograma apresentado na Figura 7). O planejamento é feito em uma planilha Excel, que na barra lateral contém os dias do mês. Para determinar se o pedido poderá ser atendido na data solicitada, utiliza-se o valor de referência de 25 toneladas diárias, baseado em dados históricos da produção. Se o dia escolhido pelo cliente já possui 25 toneladas programadas, o programador entra em acordo com o cliente para combinar outra data de entrega (antecipada ou atrasada). Isso ocorre devido a fábrica não possuir grande capacidade para estocagem de materiais produzidos. A medida que os materiais ficam prontos, são carregados no caminhão que fará a entrega ao cliente, evitando estoques. Após definida a data do pedido, os técnicos geram as ordens de serviço, o que leva uma média de dois dias, dependendo da quantidade de projetos estruturais enviados pelo cliente. Para o planejamento, cada pedido passa a ser identificado por um número, na empresa chamado de romaneio. Esse romaneio é criado pelo software juntamente com as ordens de serviço e seus respectivos pesos. As informações de pesos por bitola são colocadas na planilha Excel, conforme Figura 9 que demonstra um dia de produção.

47 45 Figura 9 Planilha Excel para um dia de produção Fonte: Elaborado pelo autor (2015). Nota-se que as datas de entrega estão agendadas para um ou dois dias após a produção, devido à limitação de estoque comentada. O valor de referência da produção diária por bitola está informado acima para auxiliar o responsável pela produção, pois quando o peso dos romaneios ultrapassá-lo já sabe que podem ocorrer atrasos. Para a programação de pedidos, o critério principal é atender à data de entrega combinada com o cliente, considerando-se as datas desejadas e os valores de referência da produção diária. Em alguns casos, quando as datas desejadas coincidem, opta-se por agendar os clientes mais importantes primeiro, caracterizando assim a regra de prioridade ao consumidor. No Quadro 5 estão as regras utilizadas para programação de pedidos. Quadro 5 - Regras para programação de pedidos em ordem de prioridade Regras de sequenciamento para programação de pedidos Ordem de Prioridade Regra Definição 1º Data prometida Atender a data de entrega prometida ao cliente. 2º Prioridade ao Permite que um consumidor considerado importante seja atendido consumidor antes de outros. Fonte: Elaborado pelo autor (2015).

48 Programação das ordens de serviço As ordens de serviço ou etiquetas serão produzidas considerando alguns critérios. Para evitar o câmbio de bitolas nas máquinas inicia-se a produção com as etiquetas que contem a bitola que já estava em funcionamento, buscando assim evitar perdas de tempo na preparação das máquinas. Esse raciocínio é utilizado para todas as máquinas. Caso o pedido não contemple etiquetas com as bitolas em funcionamento, o câmbio deverá ser realizado. O sequenciamento é feito por bitolas. Para escolher a próxima bitola, leva-se em consideração os formatos e as quantidades de peças. Se a produção da peça necessita do uso de mais de uma máquina, esta será sequenciada primeiro. Peças com maior dificuldade de produção (muitas dobras, que passam por mais de uma máquina) são produzidas antes, ou seja, a regra heurística de maior tempo de processamento. No Quadro 6 estão listadas as regras de sequenciamento das etiquetas em ordem de prioridade. Quadro 6 - Regras de sequenciamento em ordem de prioridade Regras de sequenciamento utilizadas no setor de Corte e Dobra Ordem de Prioridade Regra Explicação 1º Restrições Devido ao tempo de preparação das máquinas, sequenciar físicas etiquetas da bitola que já estava na máquina. 2º Maior tempo de Etiquetas de bitolas cuja produção necessita o uso de duas processamento máquinas são sequenciadas primeiro. Fonte: Elaborado pelo autor (2015). O método de programação atual é realizado manualmente, baseado em algumas regras de sequenciamento e muitas vezes na experiência e intuição do analista de produção. Essas informações de qual máquina será produzida cada bitola são colocadas também na planilha Excel, juntamente com uma legenda de cores, conforme Figura 10.

49 47 Figura 10 Painel de controle da produção de bitolas Fonte: Elaborado pelo autor (2015). A Figura 10 retrata um dia de produção com aproximadamente 27 toneladas programadas com dois romaneios para a produção (170 e o 180) e podem ser retiradas muitas informações a respeito da programação. Não tem a visualização das etiquetas, somente do peso total das etiquetas por bitola. Acima do peso por bitola estão as máquinas: P1, P2 e P3 que se referem as estribadeiras (chamadas de Primas); e C4 é a cortadeira. As dobradeiras não aparecem no controle da planilha. Os números ao lado das máquinas indicam a sequência ou ordem que serão produzidas, nesse caso já houveram 27 câmbios na máquina P3 nesse mês, por exemplo. A legenda mostra o que está sendo produzido (amarelo), o que já está finalizado (verde), o que será produzido na sequência (azul) e se o material precisará ser finalizado na dobradeira (laranja).