O que é a Ciência da Fábrica? 1 0.1 Uma resposta simples (A resposta curta) 1 0.2 Uma resposta mais elaborada (A resposta longa) 1 0.2.1 Foco: a gestão da produção 1 0.2.2 O escopo: as operações 3 0.2.3 O método: a Ciência da Fábrica 6 0.2.4 A perspectiva: as linhas de fluxo 8 0.3 Uma visão geral do livro 11 PARTE I AS LIÇÕES DA HISTÓRIA 13 1 A Indústria Norte-Americana 15 1.1 Introdução 15 1.2 A experiência norte-americana 16 1.3 A primeira revolução industrial 18 1.3.1 A revolução industrial nos Estados Unidos 18 1.3.2 O sistema norte-americano de produção 19 1.4 A segunda revolução industrial 21 1.4.1 O papel das ferrovias 22 1.4.2 Varejistas em massa 23 1.4.3 Andrew Carnegie e as escalas de produção 23 1.4.4 Henry Ford e a velocidade 24 1.5 A administração científica 26 1.5.1 Frederick W. Taylor 27 1.5.2 Planejamento versus execução 29 1.5.3 Outros pioneiros da gestão científica 31 1.5.4 A ciência na gestão científica 32
xviii Sumário 1.6 O nascimento da organização moderna de produção 32 1.6.1 Du Pont, Sloan e as estruturas 32 1.6.2 Hawthorne e o elemento humano 34 1.6.3 A educação gerencial 35 1.7 O pico, o declínio e o ressurgimento da produção norte-americana 37 1.7.1 A era dourada 37 1.7.2 Contadores contam, vendedores vendem 37 1.7.3 O gestor profissional 40 1.7.4 A recuperação e a globalização da produção 41 1.8 O futuro 43 Pontos para discussão 45 Questões para estudo 45 2 O Controle de Estoques: Do Lote Econômico ao Ponto de Reposição 47 2.1 Introdução 47 2.2 O modelo do lote econômico 48 2.2.1 A motivação 48 2.2.2 O modelo 48 2.2.3 A ideia central do lote econômico 51 2.2.4 A sensibilidade 53 2.2.5 Desdobramentos do lote econômico 55 2.3 O lote dinâmico 56 2.3.1 A prática 56 2.3.2 A formulação do problema 57 2.3.3 O procedimento de Wagner Whitin 58 2.3.4 Interpretando a solução 61 2.3.5 Cuidados 62 2.4 Modelos estatísticos de controle de estoques 63 2.4.1 O modelo do vendedor de jornais 64 2.4.2 O modelo do estoque mínimo 68 2.4.3 O modelo (Q, r) 75 2.5 Conclusões 87 Apêndice 2A As probabilidades básicas 89 Apêndice 2B Fórmulas de controle de estoque 100 Questões para estudo 102 Problemas 103 3 A Cruzada do MRP 109 3.1 Planejamento das necessidades de materiais MRP 109 3.1.1 A ideia fundamental do MRP 110 3.1.2 Uma visão geral do MRP 110 3.1.3 As entradas e saídas do MRP 114 3.1.4 Os procedimentos do MRP 116 3.1.5 Tópicos especiais do MRP 120 3.1.6 O tamanho dos lotes no MRP 122 3.1.7 O estoque de segurança e os lead times de segurança 126 3.1.8 Acomodando as perdas de rendimento dos processos 128 3.1.9 Os problemas do MRP 129
xix 3.2 Planejamento dos recursos de produção MRP II 131 3.2.1 A hierarquia do MRP II 132 3.2.2 O planejamento de longo prazo 132 3.2.3 O planejamento de médio prazo 134 3.2.4 Os controles de curto prazo 137 3.3 Sistema integrado de gestão empresarial e gestão da cadeia de suprimentos 139 3.3.1 O ERP e a SCM 140 3.3.2 Sistemas de planejamento avançado 141 3.4 Conclusões 141 Questões para estudo 141 Problemas 142 4 Da Revolução do Just-in-Time à Produção Enxuta 147 4.1 As origens do JIT 147 4.2 Os objetivos do JIT 149 4.3 O ambiente como um controle 150 4.4 A implantação do JIT 151 4.4.1 A suavização do fluxo da produção Heijunka 152 4.4.2 A reserva de capacidade 153 4.4.3 A redução dos setups 154 4.4.4 O treinamento multifuncional e o leiaute da fábrica 155 4.4.5 Menos trabalhos em curso 156 4.5 A gestão da qualidade total TQM 157 4.5.1 Os fatores que exigiram maiores níveis de qualidade 157 4.5.2 Os princípios da qualidade do JIT 157 4.5.3 O ocidente contra-ataca a ISO 9000 158 4.6 Os sistemas de produção puxada e o kanban 159 4.6.1 O kanban clássico 160 4.6.2 Outros sistemas de produção puxada 161 4.6.3 O kanban e o sistema de estoque mínimo 162 4.7 Adeus, JIT; olá, produção enxuta 162 4.7.1 A produção enxuta 162 4.7.2 O Seis Sigma e outros 163 4.8 As lições de JIT/produção enxuta e TQM/Seis Sigma 164 Pontos para discussão 165 Questões para estudo 165 5 Afinal, O Que Deu Errado? 167 5.1 O problema 167 5.2 A solução 170 5.3 A administração científica 171 5.4 A evolução do computador 174 5.5 Outras abordagens científicas 178 5.5.1 A reengenharia de processos de negócios 178 5.5.2 A produção enxuta 179 5.5.3 O Seis Sigma 179
xx Sumário 5.6 E agora, aonde vamos? 180 Pontos para discussão 182 Questões para estudo 183 PARTE II A CIÊNCIA DA FÁBRICA 185 6 Uma Ciência para a Manufatura 187 6.1 As sementes da ciência 187 6.1.1 Uma chuva de chavões 187 6.1.2 Por que uma ciência? 188 6.2 As raízes formais 191 6.2.1 O que é Ciência? 192 6.2.2 A causa formal dos sistemas de manufatura 192 6.2.3 Os modelos prescritivos e descritivos 194 6.3 Os objetivos estratégicos e operacionais 196 6.3.1 O objetivo fundamental 196 6.3.2 Os objetivos hierárquicos 197 6.3.3 O posicionamento estratégico 198 6.4 As medidas de desempenho e dos modelos 203 6.4.1 A contabilidade de custos 204 6.4.2 A modelagem tática e estratégica 207 6.4.3 Os riscos 208 6.5 Uma metodologia para implantar melhorias 209 6.6 Conclusões 210 Apêndice 6A O custeio por atividade 212 Questões para estudo 213 Problemas 214 7 A Dinâmica Básica das Fábricas 217 7.1 Introdução 217 7.2 Definições e parâmetros 218 7.2.1 Definições 218 7.2.2 Parâmetros 221 7.2.3 Exemplos 222 7.3 Correlações simples 225 7.3.1 O melhor desempenho possível 225 7.3.2 O pior desempenho possível 231 7.3.3 O pior desempenho na prática 233 7.3.4 As taxas de gargalo e o cycle time 238 7.3.5 Benchmarking interno 239 7.4 Sistemas com limitações de mão de obra 242 7.4.1 Um caso de capacidade ampla 243 7.4.2 Um caso de flexibilidade total 244 7.4.3 As linhas CONWIP com mão de obra flexível 245 7.4.4 Projeto de um sistema com mão de obra flexível 246
xxi 7.5 Conclusões 247 Questões para estudo 248 Problemas 248 Exercícios para desenvolver a intuição 251 8 Informações Básicas sobre a Variabilidade 253 8.1 Introdução 253 8.2 Variabilidade e aleatoriedade 254 8.2.1 As raízes da aleatoriedade 254 8.2.2 A intuição probabilística 256 8.3 A variabilidade dos tempos de processamento 257 8.3.1 As medidas e as classes de variabilidade 257 8.3.2 A variabilidade baixa e moderada 258 8.3.3 Tempos de processamento com variabilidade alta 259 8.4 As causas da variabilidade 260 8.4.1 A variabilidade natural 260 8.4.2 A variabilidade decorrente de paradas não programadas 260 8.4.3 A variabilidade decorrente de paradas programadas 263 8.4.4 A variabilidade do retrabalho 265 8.4.5 Um resumo das fórmulas da variabilidade 265 8.5 A variabilidade do fluxo 266 8.5.1 A identificação da variabilidade do fluxo 266 8.5.2 A variabilidade da demanda e do fluxo 269 8.5.3 Chegadas e partidas de lotes 269 8.6 Interações da variabilidade A teoria das filas 270 8.6.1 A notação e as medidas da teoria das filas 270 8.6.2 Relações fundamentais 271 8.6.3 Uma fila M/M/1 272 8.6.4 As medidas de desempenho 274 8.6.5 Sistemas com tempos de processamento e tempos entre as chegadas genéricos 275 8.6.6 As máquinas paralelas 277 8.6.7 As máquinas paralelas e os tempos normais 278 8.7 Os efeitos dos bloqueios 279 8.7.1 Uma fila M/M/1/b 279 8.7.2 Modelos gerais de bloqueio 283 8.8 A combinação de variabilidades 285 8.8.1 O processamento em lotes 285 8.8.2 A agregação dos estoques de segurança 286 8.8.3 Compartilhamento da fila 287 8.9 Conclusões 288 Questões para estudo 289 Problemas 289 9 A Influência Devastadora da Variabilidade 293 9.1 Introdução 293 9.1.1 A variabilidade pode ser benéfica? 293 9.1.2 Exemplos de variabilidade boa e ruim 294
xxii Sumário 9.2 As leis da variabilidade 295 9.2.1 Exemplos de reservas de segurança 296 9.2.2 Pague agora ou pague depois 297 9.2.3 A flexibilidade 300 9.2.4 O aprendizado organizacional 300 9.3 As Leis dos fluxos 301 9.3.1 Os fluxos dos produtos 301 9.3.2 A capacidade 302 9.3.3 A utilização 303 9.3.4 A variabilidade e o fluxo 305 9.4 As leis do processamento em lotes 305 9.4.1 Os tipos de lotes 305 9.4.2 Os lotes de processamento 306 9.4.3 Os lotes de transferência 310 9.5 O cycle time 313 9.5.1 O cycle time de uma estação de trabalho 313 9.5.2 As operações de montagem 314 9.5.3 O cycle time da linha 315 9.5.4 O cycle time, o lead time e o atendimento 316 9.6 O desempenho e a variabilidade 319 9.6.1 As medidas de desempenho da produção 319 9.7 Os diagnósticos e as melhorias 325 9.7.1 O aumento da produtividade 325 9.7.2 A redução do cycle time 329 9.7.3 A melhora do atendimento ao cliente 331 9.8 Conclusões 332 Questões para estudo 334 Exercícios de formação de intuição 334 Problemas 335 10 Os Sistemas de Produção Puxada e Empurrada 341 10.1 Introdução 341 10.2 Percepções sobre a produção puxada 341 10.2.1 A principal diferença entre puxar e empurrar 342 10.3 A magia da produção puxada 344 10.3.1 A redução dos custos de produção 344 10.3.2 A redução da variabilidade 345 10.3.3 A melhoria da qualidade 346 10.3.4 Preservando a flexibilidade 347 10.3.5 A coordenação de trabalhos futuros 348 10.4 O sistema CONWIP 348 10.4.1 Os mecanismos básicos 349 10.4.2 O modelo de análise do valor médio 350 10.5 Comparações entre o CONWIP e o MRP 353 10.5.1 A possibilidade de observação 354 10.5.2 A eficiência 354 10.5.3 A variabilidade 356 10.5.4 A robustez 356
xxiii 10.6 Comparações entre o CONWIP e o kanban 358 10.6.1 Questões do controle dos cartões 358 10.6.2 Questões de mix de produtos 359 10.6.3 Questões de pessoal 360 10.6.4 A interface estoque/sob encomenda 361 10.7 Conclusões 364 Questões para estudo 365 Problemas 365 11 O Elemento Humano no Gerenciamento das Operações 367 11.1 Introdução 367 11.2 As leis humanas básicas 368 11.2.1 A base do interesse pessoal 368 11.2.2 A diversidade é um fato 370 11.2.3 Os efeitos do fanatismo 373 11.2.4 A realidade do esgotamento das pessoas 374 11.3 Planejamento versus motivação 375 11.4 A responsabilidade e a autoridade 376 11.5 Resumo 378 Pontos para discussão 379 Questões para estudo 380 12 Manufatura com Qualidade Total 381 12.1 Introdução 381 12.1.1 A década da qualidade 381 12.1.2 Uma história sobre a qualidade 382 12.1.3 O status da qualidade 383 12.2 As perspectivas de qualidade 383 12.2.1 Definições gerais 383 12.2.2 A diferença entre a qualidade interna e a externa 384 12.3 O controle estatístico da qualidade (SQC) 385 12.3.1 Abordagens do SQC 385 12.3.2 O controle estatístico de processos 387 12.3.3 Outros benefícios do controle estatístico de processos (CEP) 390 12.4 O Seis Sigma 391 12.4.1 Os fundamentos estatísticos 391 12.4.2 DMAIC 394 12.4.3 A estrutura organizacional do Seis Sigma 395 12.5 Qualidade e operações 396 12.5.1 A qualidade dá suporte às operações 397 12.5.2 A qualidade depende das operações 403 12.6 A qualidade e a cadeia de suprimentos 405 12.6.1 Um exemplo de lead time de segurança 405 12.6.2 Componentes adquiridos de terceiros em um sistema de montagem 406 12.6.3 A seleção e o gerenciamento dos fornecedores 407 12.7 Conclusões 408 Questões para estudo 409 Problemas 410
xxiv Sumário PARTE III A APLICAÇÃO DOS PRINCÍPIOS 413 13 Uma Estrutura de Trabalho para o Planejamento da Produção Puxada 415 13.1 Introdução 415 13.2 A desagregação 416 13.2.1 A medida dos tempos no planejamento da produção 416 13.2.2 Outras dimensões de desagregação 418 13.2.3 A coordenação 419 13.3 As previsões 420 13.3.1 As previsões causais 422 13.3.2 As previsões de séries temporais 424 13.3.3 A arte da previsão 435 13.4 O planejamento para a produção puxada 436 13.5 O planejamento hierárquico da produção 438 13.5.1 O planejamento da capacidade/fábrica 440 13.5.2 O planejamento da força de trabalho 442 13.5.3 O planejamento agregado 444 13.5.4 A definição de WIP/quotas 444 13.5.5 O gerenciamento da demanda 448 13.5.6 A programação e o sequenciamento 448 13.5.7 Os controles do chão de fábrica 449 13.5.8 As simulações em tempo real 449 13.5.9 O controle da produção 450 13.6 Conclusões 450 Apêndice 13A Um modelo para a definição de quotas de produção 452 Questões para estudo 454 Problemas 454 14 Os Controles do Chão de Fábrica 459 14.1 Introdução 459 14.2 Considerações gerais 462 14.2.1 O controle da capacidade bruta 462 14.2.2 O planejamento do gargalo 463 14.2.3 A distribuição do controle 465 14.3 A configuração de uma linha CONWIP 466 14.3.1 A linha CONWIP básica 466 14.3.2 Os sistemas CONWIP complexos 467 14.3.3 As linhas CONWIP sequenciais 473 14.3.4 Os recursos compartilhados 474 14.3.5 As famílias de produtos múltiplos 476 14.3.6 As linhas de montagem CONWIP 477 14.4 Outros mecanismos de produção puxada 478 14.4.1 O kanban 478 14.4.2 Os métodos de puxar a produção a partir do gargalo 480 14.4.3 O controle do chão de fábrica e a programação 481
xxv 14.5 O controle da produção 481 14.5.1 O controle estatístico de produtividade 482 14.5.2 O controle da capacidade em longo prazo 485 14.6 Conclusões 486 Apêndice 14A O controle estatístico de produtividade 488 Questões para estudo 489 Problemas 489 15 A Programação da Produção 493 15.1 Os objetivos da programação da produção 493 15.1.1 O cumprimento dos prazos 493 15.1.2 A maximização da utilização 494 15.1.3 A redução do WIP e dos cycle times 495 15.2 Revisão de pesquisas sobre a programação 496 15.2.1 O MRP, o MRP II e o ERP 496 15.2.2 A programação clássica das máquinas 496 15.2.3 O despacho 498 15.2.4 Por que a programação é difícil 498 15.2.5 As boas e as más notícias 501 15.2.6 A programação na prática 503 15.3 A associação do planejamento com a programação 506 15.3.1 A otimização dos lotes 507 15.3.2 A cotação dos prazos de entrega 511 15.4 A programação do gargalo 514 15.4.1 As linhas CONWIP sem setups 515 15.4.2 As linhas CONWIP simples com setups 516 15.4.3 Os resultados da programação do gargalo 519 15.5 Os diagnósticos da programação 519 15.5.1 Os tipos de inviabilidades na programação 520 15.6 A programação da produção em um ambiente de produção puxada 522 15.6.1 O planejamento da programação com execução puxada 523 15.6.2 O uso do CONWIP com o MRP 524 15.7 Conclusões 524 Questões para estudo 525 Problemas 526 16 O Planejamento Agregado e o Planejamento da Força de Trabalho 529 16.1 Introdução 529 16.2 O planejamento agregado básico 530 16.2.1 Um modelo simples 530 16.2.2 Um exemplo de programação linear 532 16.3 O planejamento do mix de produtos 540 16.3.1 Um modelo básico 540 16.3.2 Um exemplo simples 541 16.3.3 Outras aplicações do modelo básico 546
xxvi Sumário 16.4 O planejamento da força de trabalho 551 16.4.1 Um modelo de PL 551 16.4.2 Um exemplo de combinação de PA/PFT 554 16.4.3 As ideias da modelagem 561 16.5 Conclusões 562 Apêndice 16A A programação linear 563 Questões para estudo 568 Problemas 569 17 A Gestão da Cadeia de Suprimentos 575 17.1 Introdução 575 17.2 As razões para a manutenção de estoques 576 17.2.1 As matérias-primas 576 17.2.2 Os trabalhos em curso 576 17.2.3 Os estoques de produtos acabados 577 17.2.4 As peças de reposição 578 17.3 O gerenciamento de matérias-primas 579 17.3.1 Uma melhor visibilidade 579 17.3.2 A classificação ABC 580 17.3.3 O just-in-time 580 17.3.4 A definição do estoque de segurança e dos lead times para componentes comprados 581 17.3.5 A definição da frequência das ordens para a compra de componentes 582 17.4 O gerenciamento do WIP 588 17.4.1 A redução das filas 588 17.4.2 A redução do WIP na espera por lotes 590 17.4.3 A redução do WIP na espera por componentes 591 17.5 O gerenciamento do estoque de produtos acabados 592 17.6 O gerenciamento das peças de reposição 594 17.6.1 A estratificação da demanda 594 17.6.2 O estoque de peças de reposição para emergências 594 17.7 As cadeias de suprimento multiníveis 602 17.7.1 As configurações do sistema 602 17.7.2 As medidas de desempenho 604 17.7.3 O efeito chicote 604 17.7.4 Uma aproximação para um sistema de dois níveis 608 17.8 Conclusões 613 Ponto para discussão 614 Questões para estudo 615 Problemas 615 18 A Administração da Capacidade 619 18.1 O problema da configuração da capacidade 619 18.1.1 A configuração da capacidade de curto e longo prazo 619 18.1.2 O planejamento estratégico da capacidade 620 18.1.3 A visão tradicional e a moderna 622
xxvii 18.2 A modelagem e a análise 624 18.2.1 Exemplo: uma linha com custo mínimo e capacidade viável 626 18.2.2 As metas do cycle time 627 18.3 A modificação de linhas de produção existentes 628 18.4 O projeto de novas linhas de produção 629 18.4.1 A abordagem tradicional 630 18.4.2 Uma abordagem da Ciência da Fábrica 630 18.4.3 Outras considerações sobre o projeto da fábrica 632 18.5 A alocação de capacidade e o equilíbrio da linha 632 18.5.1 As linhas de montagem ritmadas 632 18.5.2 O desequilíbrio das linhas de fluxo 633 18.6 Conclusões 633 Apêndice 18A O problema da linha de equilíbrio 635 Questões para estudo 638 Problemas 638 19 Síntese: Juntando Tudo 641 19.1 A importância estratégica dos detalhes 641 19.2 A questão prática da implantação 642 19.2.1 Uma perspectiva de sistemas 642 19.2.2 O começo da mudança 643 19.3 Focando o trabalho em equipe 644 19.3.1 A lei de Pareto 644 19.3.2 As leis da Ciência da Fábrica 645 19.4 A Ciência da Fábrica uma parábola 648 19.4.1 Na trilha dos cowboys 648 19.4.2 O desafio 650 19.4.3 A situação da empresa 651 19.4.4 A equipe de resgate 654 19.4.5 Como a fábrica foi mantida 660 19.4.6 Epílogo 661 19.5 O futuro 662 Referências 667 Índice 677