Introdução CAPACIDADE Capacidade Máximo de produção (output) de um processo ou sistema Planos de Capacidade feitos em 2 níveis Planos de capacidade a longo prazo Lidam com investimentos em instalações e equipamentos Planos de capacidade a curto prazo Concentram-se no tamanho da equipe de trabalho, orçamentos de horas extras, estoques, etc Prática Gerencial: o tormento de uma capacidade muito grande e uma muito pequena Planejamento da Capacidade Sucesso de uma organização a longo prazo Verificar excessos e falta de capacidade (prática gerencial) Estratégias de capacidade: Que proteção é necessária para lidar com a demanda variável e incerta? Devemos ampliar a capacidade antes que exista a demanda, aguardar até que exista a demanda ou esperar até que a demanda seja mais certa? Se faz necessária uma abordagem sistemática Alguns conceitos Capacidade nominal Medida somente em relação aos recursos Pico de capacidade Produção máxima de um sistema considerando horas extras excessivas, manutenção reduzida dos equipamentos, excesso de pessoal Deve ser mantido somente em curto intervalo de tempo, pois aumenta o custo e diminui a qualidade da produção Capacidade efetiva Produção máxima de um sistema que seja economicamente viável, sob condições normais Alguns conceitos Gargalo Uma operação que possui a menor capacidade efetiva de qualquer operação no processo e, portanto, limita a produção do sistema Gargalo de Capacidade (a) A operação 2 é um gargalo Inputs Aumento da capacidade máxima 200/hr 1 2 3 50/hr 200/hr Ex.: Instalação com 3 operações Para os clientes (b) Todas as operações são gargalos Inputs 1 2 3 200/hr 200/hr 200/hr Para os clientes 1
Aumento da capacidade máxima Das operações com gargalos: Equipamentos novos Expansão das instalações Operar o gargalo maior número de horas por semana Aliviar o gargalo reprojetando o processo (reengenharia, melhoria do processo, layout) IMPLICA EM MAIORES INVESTIMENTOS E CUSTOS Antes disso, outra alternativa: Se concentrar nos gargalos e desenvolver programações concentradas Método de gerenciamento Objetivo de maximizar a produção de produtos ou serviços no gargalo, atendendo as datas de entrega Teoria das Restrições 1. Identificar o gargalo do sistema 2. Explorar o gargalo 3. Subordinar as decisões ao passo 2 4. Aumentar o gargalo 5. Não permitir que a inércia se instale Custo unitário médio (dólares por paciente) Economias e Deseconomias de Escala Hospital de 250 leitos Economias de escala Hospital de 500 leitos Deseconomias de escala Taxa de produção (pacientes por semana) Melhor nível operacional : diluição de custos fixos, de material, de construção Hospital de 750 leitos Complexidade Perda de foco, ineficiência Capacidade Estratégias de Capacidade Momento e Tamanho da Expansão Capacidade Planejada Inutilizada Tempo entre incrementos tempo (a) Estratégia Expansionista Pode ajudar na competitividade com economia de escalas Previsão de capacidade requerida (demanda) Incremento de capacidade Antecipa o aumento da demanda, minimizando a chance de vendas perdidas Capacidade Estratégias de Capacidade Momento e Tamanho da Expansão Uso planejado de opções de curto prazo tempo (b) Estratégia esperar para ver Previsão de capacidade requerida Tempo entre incrementos Incremento de capacidade Espera o aumento da demanda e trabalha com horas extras, trabalhadores temporários, curto prazo Decisões de capacidade 1. Estimar necessidades futuras de capacidade 2. Identificar lacunas comparando a necessidade com a capacidade disponível 3. Desenvolver planos alternativos 4. Avaliar cada alternativa, tanto qualitativa como quantitativamente e fazer uma escolha final 2
Capacidade necessária para um produto: Estimativa de necessidades futuras de capacidade D.p D: nº de unidades (clientes) previsto por ano; p: tempo de processamento (em horas por unidade ou cliente); N: nº total de horas por ano durante as quais o processo é executado C: reserva de capacidade desejada (%) Capacidade necessária para múltiplos produtos O cálculo é realizado anualmente [D.p + (D/Q)s] product 1 +... + [D.p + (D/Q)s] product n Q: nº unidades em cada lote; s: tempo de preparação (em horas) por lote. Exemplo 1 Um centro de cópias em um edifício de escritórios prepara relatórios encadernados para dois clientes. O centro faz cópias múltiplas (o tamanho do lote) de cada relatório. O tempo de processo para executar, colocar em ordem e encadernar cada cópia depende, entre outros fatores, do número de páginas. O centro funciona 250 dias por ano, com um turno de oito horas. A gerência acredita que uma reserva de capacidade de 15% (além da tolerância incorporada aos padrões de tempo) é melhor. O centro tem, no presente, três máquinas copiadoras. Tendo por referência a tabela de informações, determine quantas máquinas são necessárias no centro de cópias. [Dp + (D/Q)s] produto 1 +... + [Dp + (D/Q)s] produto n [2000(0.5) + (2000/20)(0.25)] cliente X + [6000(0.7) + (6000/30)(0.4)] cliente Y [(250 dias/ano) (1 turno/dia) (8 horas/turno)] * (1 15/100) Exemplo 1 Exemplo 2 5305 1700 Item Cliente X Cliente Y Previsão de demanda atual (cópias) 2000 6000 Tempo de processamento padrão (hora/cópia) 0,50 0,70 Tamanho médio do lote (cópias por relatório) 20 30 Tempo de preparação padrão (horas) 0,25 0,40 Reserva de Capacidade : 15% = 3.12 4 máquinas A empresa já não tem mais a reserva de capacidade de 15% Decisão: horas extra ou comprar mais uma máquina Você foi solicitado a elaborar um plano de capacidade para um gargalo crítico de produção de sandálias. Sua medida de capacidade é o nº de máquinas. Três produtos (sandálias para homens, mulheres e meninas) são produzidos. Os tempos-padrão (processamento e preparação), os tamanhos do lote e as previsões de demanda são fornecidos na tabela a seguir. A empresa opera 2 turnos de 8 horas, 5 dias por semana, 50 semanas por ano. A experiência indica que uma reserva de capacidade de 5% é suficiente. Produto Processamento (h/par) Preparação (h/lote) Tamanho lote (pares/lote) Revisão da demanda (pares/ano) Sandálias masculinas 0,05 0,5 240 80.000 Sandálias femininas 0,10 2,2 180 60.000 Sandálias para crianças 0,02 3,8 360 120.000 a) Quantas máquinas são necessárias? b) Se a operação possui atualmente 2 máquinas, qual é a falta de capacidade? a) Nº de horas de operação por ano (N): N = (2 turnos/dia) (8 horas/turno) (250 dias/máquina-ano) N = 4000 horas/máquina-ano O nº de máquinas necessário (M) é a soma das necessidades de máquina-hora para todos os três produtos dividida pelo nº de horas produtivas disponíveis para uma máquina: Exemplo 2 [Dp + (D/Q)s] homem + [Dp + (D/Q)s] mulher + [Dp + (D/Q)s] criança Exemplo 2 b) Qual é a falta de capacidade? A defasagem de capacidade é de 1,83 máquina (3,83 2) Devem-se adquirir mais duas máquinas, a não ser que a administração decida usar opções a curto prazo para eliminar a falta de capacidade [80000(0,05) + (80000/240)(0,5)] homem + [60000(0,10) + (60000/180)(2,2)] mulher + [120000(0,02) + (120000/360)(3,8)] criança 4000[1 (5/100)] 14567 horas/ano 3800 horas/máquina-ano = 3,83 or 4 máquinas 3
Ferramentas para o planejamento da capacidade O planejamento da capacidade requer previsões de demanda para um período de tempo prolongado INCERTEZA Ferramentas que lidam com a incerteza e variabilidade da demanda ÁRVORES DE DECISÃO MODELOS DAS FILAS DE ESPERA SIMULAÇÃO Árvores de Decisão CONCEITOS São modelos estatísticos para a classificação e previsão de dados. Um problema complexo é decomposto em sub-problemas mais simples, tornando o problema mais fácil de ser analisado É uma maneira gráfica de visualizar as conseqüências de decisões atuais e futuras bem como os eventos aleatórios relacionados Árvores de Decisão Hierarquia de nós que são conectados por ramos Dois tipos de nós são usados na árvore Quadrado: pontos de decisão Redondo: eventos aleatórios (representando a incerteza, conhecido como folha) Ano 1 Exemplo $148 Baixa demanda[0.40] $70 $109 Ano Alta demanda [0.60] 2 Maior Retorno Baixa demanda[0.40] $40 Valor Esperado = Evento * Probabilidade Evento Grande/Baixa = $40 (0.40) = $16 Grande/Alta = $220 (0.60) = $132 Valor p/ uma Grande expansão = $16 + $132 = $148 $148 Alta demanda [0.60] $220 Maior valor Lucros ou prejuízos Sem expansão $90 $135 Com Expansão $135 Valor esperado = Evento * Probabilidade Evento Pequena/baixa = $70 (0.40) = $28 Pequena/Alta = $135 (0.60) = $81 Valor p/ Pequena = $28 + $81 = $109 Exercício Os gerentes financeiros do Hotel Magnolia através de um estudo detalhado sobre demanda futura perceberam uma oportunidade de expansão dos negócios, aumentado a capacidade de atendimento, devido a construção de um novo aeroporto na cidade. Para isso, é necessário a compra de um terreno próximo ao lugar onde há a possibilidade de construção deste aeroporto. Dois terrenos (Terrenos A e B) foram pré selecionados e as opções de escolha são: 1. Comprar o Terreno A 2. Comprar o Terreno B Preço atual de compra $ 18 milhões $12 milhões Valor do investimento (venda) se o aeroporto for construído no local Valor do investimento (venda) se o aeroporto não for construído no local 3. Comprar ambos os terrenos 4. Não comprar Através de uma árvore de decisão analise de acordo com o valores de compra e venda, qual é a melhor opção? A B $31 milhões $23 milhões $6 milhões $4milhões Filas de Espera Conceitos Iniciais Tempo de espera real Tempo de espera de um cliente antes de ser atendido Tempo de espera percebido Quantidade de tempo que os clientes acreditam ter esperado antes de serem atendidos O oferecimento de melhores níveis de satisfação, através da administração do tempo de espera percebido 4
Manufatura: A diferença entre manufatura e serviços Processo de Transformação Serviços: Eficiência versus Estoques de Produtos Acabados Processo de Transformação Produtos Acabados Cliente Eficiência versus Atendimento ao Cliente Cliente Estoque de Produtos Acabados versus Nível de Atendimento Fatores que afetam a satisfação do cliente com a espera Fatores Relacionados com a Empresa Esperas Justas x Injustas Esperas Confortáveis x Desconfortáveis Esperas Explicadas x Não explicadas Esperas Iniciais x Subseqüentes Fatores Relacionados ao Cliente Esperas individuais x em grupo Esperas por Serviços mais Valiosos x Serviços menos Valiosos Sistemas de Valor do Cliente Atitude Atual do Cliente Fatores Relacionados ao Cliente e à Empresa Esperas Ocupadas e Desocupadas Esperas Ansiosas versus Esperas Calmas As filas de espera envolvem seis componentes Fonte Populacional A maneira como os clientes chegam Características físicas das filas A maneira como clientes são atendidos Características dos serviços Condições de saída População Chegada Características Físicas Sistema de Atendimento Seleção Estrutura de Atendimento Saída Fonte Populacional População Finita: Tamanho limitado do número de clientes Adição ou remoção de clientes afeta as probabilidades do sistema Ex.: restaurante População Infinita: Suficientemente grande em relação ao sistema de serviços; Adição ou remoção de clientes não afeta as probabilidades do sistema Ex.: pedágio Características de Chegada Padrão de Chegada: Controláveis cabeleireiros, companhias aéreas; Incontroláveis hospitais. Número de Clientes a Cada Chegada: Unitário ou em lotes. Distribuição das Chegadas: Taxa de chegada número médio de clientes ou unidades por período de tempo; Intervalo entre chegadas: Constante, exponencial negativa, poisson, erlang, etc. Grau de Paciência: Paciente espera o tempo necessário para ser atendido; Impaciente: Recusa chega, olha e sai do sistema; Desistência chega, aguarda e, após determinado tempo, deixa o sistema Características de Chegada Extensão: Extensão infinita filas de carros em uma ponte Extensão finita limitadas por restrições legais ou espaços físicos: Exemplos: postos de gasolina, docas de carga, estacionamentos, etc Número de filas: Fila única clientes aguardam em uma única fila Fila múltiplas: Filas únicas que se formam em dois ou mais servidores Filas únicas que convergem para um ponto central de distribuição 5
Seleção dos clientes Disciplina na fila: É uma regra de prioridade; Regras: Primeiro que entra, primeiro a ser atendido; Menor tempo de atendimento Prioridade para reservas Prioridade para emergências Etc Disciplina na fila Turistas cansados esperam para registrar-se na recepção de um hotel Estrutura das instalações de serviço Canal único, fase única: É o tipo mais simples salão de beleza com uma única pessoa Canal único, fases múltiplas: Série de serviços Lavagem de carros limpeza interna, pré-lavagem, lavagem, enxágüe, etc Canal múltiplo, fase única: Caixas de supermercado Canal múltiplo, fases múltiplas: Admissão de funcionários em um hospital Taxa de atendimento: Capacidade de atendimento de uma estação de serviço Utilização da capacidade: Percentual de tempo que uma estação de serviço está ocupada Estação Central Nova York Exemplos de arranjos de instalação de serviços Ex.: triagem Saída do sistema Cliente retorna a fonte populacional: Torna-se candidato a novo atendimento Caso de resfriado comum recorrente Cliente não retorna a fonte populacional Não se torna candidato a novo atendimento; Caso de apendicite Problema de planejamento e controle de capacidade Nº de atendentes em paralelo que devem estar disponíveis para atender a cada momento Duas situações típicas: Clientes em fila Seleção de equipamentos Forma geral da decisão de capacidade em sistemas com filas 6
Principais fórmulas para Filas Modelos básicos Ver lista em anexo MODELO 1 MODELO2 (6) Número de canais único múltiplo (k > 1) Número de fases única única Taxa de chegada (λ) poisson poisson Taxa de atendimento (μ) exponencial exponencial Tamanho da fila infinita infinita Designação simbólica M/M/1 M/M/k Taxa de utilização do sistema (ρ) λ/μ λ/(kμ) Tempo médio no sistema (ts) 1/ (μ-λ) tl + (1/μ) Número médio de clientes no sistema (ns) λ/(μ -λ) nl + (λ/μ) Tempo médio na fila (tl) λ/(μ (μ-λ)) nl/λ Número médio de clientes na fila (nl) λ 2 /(μ(μ-λ)) Tabela usando (λ/μ) e k Monks, 1985 Principais fórmulas para modelos básicos de filas Valore de nlpara alguns valores de (λ/μ) e número de canais k (Monks, 1985) (λ/μ) / k 1 2 3 4 5 0,1 0,0111 0,2 0,0500 0,0020 0,3 0,1285 0,0069 0,4 0,2666 0,0166 0,5 0,5000 0,0333 0,0030 0,6 0,9000 0,0593 0,0061 0,7 1,6333 0,0976 0,0112 0,8 3,2000 0,1523 0,0189 0,9 8,1000 0,2285 0,0300 0,0041 1,0 0,3333 0,0454 0,0067 1,2 0,6748 0,0904 0,0158 1,4 1,3449 0,1778 0,0324 0,0059 Estação de serviço MODELO 1 Fila Estação de serviço MODELO 2 (6) Fila Estação de serviço Exercícios de Filas de espera Exemplo Um fotógrafo tira fotografias para passaporte a uma taxa média de 20 fotografias por hora. Ele deve esperar até que o cliente pisque ou franza a testa, então o tempo para tirar uma fotografia está exponencialmente distribuído. Os clientes chegam a uma taxa média, de acordo com a distribuição de poisson, de 19 por hora. a. Qual é a utilização do fotógrafo? b. Quanto tempo o cliente médio passará com o fotógrafo? Resolução Modelo 1: Fila (canal) única, fase única, atendimento exponencial, extensão infinita (sem restrição de espaço). ou 95% de utilização da capacidade Tempo médio no sistema Exercícios 1, 2 e 3 7