REARRANJO DE RECURSOS PRODUTIVOS COM O AUXÍLIO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Thomas Luersen REARRANJO DE RECURSOS PRODUTIVOS COM O AUXÍLIO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL Lajeado, junho de 2011

Thomas Luersen REARRANJO DE RECURSOS PRODUTIVOS COM O AUXÍLIO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL Trabalho apresentado ao Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas do Centro Universitário UNIVATES, como parte dos requisitos para a aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso II. Área de concentração: Engenharia de Produção ORIENTADOR: Manfred Costa Lajeado 2011

Thomas Luersen REARRANJO DE RECURSOS PRODUTIVOS COM O AUXÍLIO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL Banca Examinadora: Prof. Manfred Costa, Univates Área de concentração: Engenharia de Produção Orientador: Prof. Manfred Costa, Univates Mestre pela UFRGS em Engenharia da Produção Prof. Mouriac Halen Diemer, Univates Mestre pela UFRGS em Computação Prof. Hélio Diedrich, Univates Mestre pela UFRGS em Engenharia de Produção Mestre pela UFRGS em Engenharia da Produção Coordenador do Curso de Engenharia de Produção: Prof. Manfred Costa Lajeado, junho de 2011

SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO...8 1.1 Considerações Iniciais...8 1.2 Tema e objetivo...9 1.3 Justificativa do trabalho...10 1.4 Delimitações do trabalho... 11 1.4.1 Estrutura do trabalho...11 1.5 Cronograma...12 2 REFERENCIAL TEÓRICO...13 2.1 O mercado de carne suína...13 2.2 Planejamento e controle da produção...17 2.2.1 Planejamento mestre da produção (PMP)...18 2.2.2 Planejamento de capacidade...18 2.2.2.1 Análise as capacidade de produção do PMP...19 2.2.3 Lead times produtivos...20 2.3 Layout produtivo...20 2.3.1 Layout em linha...21 2.4 Mapeamento de processos...22 2.5 Produção enxuta...25 2.5.1 Contribuição das idéias enxutas à gestão de operações...26 2.6 Medição de desempenho da produção...26 2.6.1 Produtividade...29 2.6.2 Medida do trabalho...30 2.6.3 Melhoramento da produção...31 2.7 Cronometragem de atividades...31 2.7.1 Carga de mão-de-obra...34 2.7.2 Balanceamento de linhas de produção...34 2.8 Simulação computacional...35 2.8.1 Etapas para um projeto de simulação...37 2.9 O software de simulação computacional ProModel...40 3 METODOLOGIA DE PESQUISA...42 4 ESTUDO DE CASO...46 4.1 Histórico da empresa em estudo...46 4.2 Mapeamento do processo produtivo...49 4.2.1 Descrição do processo...50 4.2.2 Arranjo físico do setor em estudo...51 4.3 Aplicações no software ProModel...58 4.4 Desenvolvimento de uma proposta para um novo arranjo físico...66 4.4.1 Simulação computacional do arranjo produtivo proposto...69

LISTA DE FIGURAS Figura 1 Participação da carne suína no mercado ano 2000...14 Figura 2 Participação da carne suína no mercado ano 2009...14 Figura 3 Participação da carne suína na aquisição domiciliar por tipo de produto...15 Figura 4 Participação da carne suína na aquisição domiciliar...15 Figura 5 Evolução da carne suína no Brasil...16 Figura 6 Componentes do processo (HARRINGTON, 1993)...23 Figura 7 Realidade x modelo (DUARTE, 2003)...36 Figura 8 Simulação e otimização (FU, 2002)...37 Figura 9 Fluxograma das etapas em um estudo de simulação (HARREL, 2002)...38 Figura 10 Fluxo da metodologia utilizada...44 Figura 11 Meia carcaça suína (DÁLIA, 2011)...47 Figura 12 Carré suíno (DÁLIA, 2011)...48 Figura 13 Sobrepaleta suína (DÁLIA, 2011)...48 Figura 14 Paleta sem osso (DÁLIA, 2011)...49 Figura 15 Pernil sem osso (DÁLIA, 2011)...49 Figura 16 Imagens dos quatros produtos em estudo...50 Figura 17 Divisão da meia carcaça para o início da desossa...51 Figura 18 Setor de desossa da empresa COSUEL...51 Figura 19 Mapofluxograma do atual arranjo físico...52 Figura 20 Processo de embalagem do carré...53 Figura 21 Fluxograma do processo de embalagem de carré...54 Figura 22 Processo de embalagem de sobrepaleta...55 Figura 23 Fluxograma do processo de embalagem de sobrepaleta...56 Figura 24 Processo de embalagem de paleta...57 Figura 25 Fluxograma do processo de embalagem de paleta...58 Figura 26 Processo de embalagem de pernil...59 Figura 27 Fluxograma do processo de embalagem de pernil...59 Figura 28 Informações gerais (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...60 Figura 29 Ajustes da grade (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...61 Figura 30 Ajustes de escala (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...62 Figura 31 Principais características de Locais (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...62 Figura 32 Características das Entidades (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...63 Figura 33 Definição das Chegadas (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...64 Figura 34 Desenvolvimento do Processo (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...65 Figura 35 Desenvolvimento do Processo: construtor de Lógicas (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...66 Figura 36 Redes de Caminho (PROMODEL USER S GUIDE, 2002)...67 Figura 37 Simulação computacional da atual situação do setor...68 Figura 38 Análises dos tempos de transporte...70 Figura 39 Percentual de utilização de mão-de-obra...71 Figura 40 Percentual de utilização de Locais...72 Figura 41 Mapofluxograma da proposta para o arranjo produtivo...73 Figura 42 Captura de tela da proposta para o setor produtivo...74

Figura 43 Análise dos tempos de transporte com a proposta...75 Figura 44 Percentual de utilização de mão-de-obra com a proposta...76 Figura 45 Percentual de utilização de Locais na proposta...77

LISTA DE QUADROS Quadro 1 Simbologia do mapa do fluxo do processo (BARNES, 1977)...29 Quadro 2 Atividade de gestão de operações (SLACK et al. 1999)...32 Quadro 3 Medidas típicas para medir o desempenho de uma operação produtiva (SLACK, et al. 1999)...33

LISTA DE ABREVIATURAS ABIPECS: Associação brasileira da indústria produtora e exportadora de carne suína; COSUEL: Cooperativa dos Suinocultores de Encantado Ltda.; UE: União européia; EUA: Estados Unidos da América; PCP: Planejamento e controle da produção; PMP: Planejamento Mestre da Produção; RS: Rio Grande do Sul; SIF: Serviço de Inspeção Federal.

RESUMO Mudanças econômicas, humanas e tecnológicas criam impactos turbulentos e desafiadores sobre indústrias do mundo inteiro. As operações são a peça de integração crítica que permite o funcionamento conjunto de todas as áreas funcionais de uma organização. Avanços em tecnologia de processos mudaram radicalmente muitas operações nos últimos anos, e a melhoria de produtividade passou de desejo à necessidade, onde as empresas vencedoras são aquelas que respondem de forma rápida e flexível às necessidades de seus clientes. Em busca deste objetivo, a simulação computacional torna-se uma importante ferramenta no desenvolvimento de sistemas mais eficientes, indicando alternativas em tomadas de decisão. Este trabalho consiste em uma análise sobre um sistema produtivo, no qual, para aplicação de melhorias é utilizada a simulação computacional com software Promodel. Assim, através desta ferramenta, são realizadas comparações das situações atual e futura do processo produtivo em estudo afim de viabilizar ou não as propostas de alteração. Palavras-chave: simulação computacional, software Promodel, processos, arranjo físico.

ABSTRACT Economic, technological and human`s changing create turbulent and challenging impacts about industries worldwide. The operations are the integration critical part that allows a combined operation of all functional areas of an organization. Advances in process technology have been changing radically many operations in the last few years, and the productivity improvements increased from a desire to a need, where winning companies are those that respond quickly and flexibly to the customers`s needs. Looking for that goal, the computing simulation becomes an important tool for development of more efficients systems, indicating alternatives in decision making. This work consists in a production system analysis, which, for improvements implementation is used the computer simulation software Promodel. Although, through this tool, current and future comparations situations of the production process are made, in order to study the viability or not of the proposed amendment. Key-words: computer simulation, software Promodel, processes, physical arrengement.

AGRADECIMENTOS Primeiramente, agradeço a minha família e minha namorada, maiores responsáveis por todos grandes projetos de minha vida, dando todo apoio e suporte possível, algo indispensável nos momentos finais de minha graduação. Ao amigo e orientador Professor Manfred Costa pela orientação neste trabalho. E finalmente agradeço a empresa COSUEL pela oportunidade de aplicação do meu trabalho de conclusão de curso.

minha vida. Em especial, dedico este trabalho aos meus pais por todo suporte e apoio durante

13 1 INTRODUÇÃO 1.1 Considerações Iniciais À medida que as organizações ocupam posições de liderança, elas se tornam mais enxutas e ágeis, e esperam muito que suas operações modernizadas sejam confiáveis e eficientes. Nesse ambiente dinâmico, a administração da produção e operações se torna mais importante do que nunca. As operações são a peça de integração crítica que permite o funcionamento conjunto de todas as áreas funcionais de uma organização. A organização integrada de maneira bem sucedida enfrentará a competição global com produtos de qualidade, notável serviço ao cliente e controle de custos eficiente (GAITHER, 2002). Avanços em tecnologia de processos mudaram radicalmente muitas operações nas últimas duas ou três décadas e todos os dados indicam que o ritmo do desenvolvimento tecnológico não está diminuindo. Poucas operações deixaram de ser afetadas por isso, dado que todas as operações utilizam algum tipo de processo tecnológico, seja um simples link na Internet ou a mais complexa e sofisticada das fábricas automatizadas. Qualquer que seja a tecnologia, todavia, todos os gerentes de produção precisam entender o que as tecnologias emergentes podem fazer, em termos gerais, como funcionam, que vantagens a tecnologia pode oferecer e que limitações ela pode impor à operação produtiva (SLACK, 2009). Assim, a melhoria de produtividade passou de desejo à necessidade, em um mundo cada vez mais marcado pela globalização de mercados e pela velocidade da tecnologia da informação, onde as empresas vencedoras são aquelas que respondem de forma rápida e flexível às necessidades de seus clientes. Em busca deste objetivo, a simulação computacional torna-se uma importante ferramenta no desenvolvimento de sistemas mais eficientes, indicando alternativas em tomadas de decisão sem afetar o sistema real (HARREL et al., 2002). Simulação é um processo de experimentação com um modelo detalhado de um sistema real para determinar como o sistema responderá a mudanças em sua estrutura, ambiente ou condições de contorno. Na sua forma mais pura, a simulação é uma ferramenta para avaliar idéias. Neste contexto, onde gerentes, engenheiros e outros com a responsabilidade de tomada de decisão procuram formas de analisar o impacto de mudanças potencialmente positivas em sistemas extremamente complexos, estudos de simulação vêm se tornando cada vez mais comuns (HARREL et al., 2002).

14 Um software muito usado atualmente é o ProModel, que possui a conveniência de um ambiente computacional de simulação direcionada por menus, com uma baixa complexidade de uso, tornando-se bastante útil para usuários iniciantes. O software possui ferramentas de apoio à decisão, através de uma alimentação de dados de um processo por parte do usuário, gerando experimentos estatísticos com as soluções ótimas esperadas. Tudo isso finalizado com uma tabela de dados de fácil interpretação e manipulação (HARREL et al., 2002). Um fator também muito importante para a utilização da simulação computacional é o custo associado à mudança de um sistema, o qual pode ser muito alto. Tentar sucessivas mudanças no sistema existente é praticamente impossível. À medida em que aumenta o custo de uma solução proposta, aumenta proporcionalmente o custo da experimentação física com variações (HARREL et al., 2002). Ou seja, no atual mercado, cada vez mais competitivo, torna-se um diferencial utilizar a simulação computacional antes de confirmar como e no que investir. Pensando nisso, as empresas precisam buscar incessantemente inovação e qualidade de seus produtos, e reduzirem seus custos para se manterem vivas e crescerem no mercado. Objetivo este alcançado somente com constantes análises sobre seus processos. Planejar resultados e prever situações são importantes condutas para uma consolidação no mercado. Para isso, a simulação computacional, e ao que tudo indica, tende cada vez mais aumentar sua utilização com o surgimento de novas tecnologias. Empresas que não valorizam e não investem neste segmento tendem a não acompanhar as crescentes alterações de necessidades de mercado. 1.2 Tema e objetivo O trabalho será realizado no frigorífico matadouro de suíno da empresa COSUEL (Cooperativa dos Suinocultores de Encantado Ltda.), Dália Alimentos, que trabalha no ramo alimentício da região do Vale do Taquari no município de Encantado (RS). O tema é a simulação computacional como auxílio à programação de recursos produtivos de um frigorífico. O objetivo básico deste trabalho é estudar o processo produtivo do setor de embalagem de carnes da empresa COSUEL, e simular propostas de melhorias com o auxílio do software ProModel. Os objetivos secundários são:

15 Conhecer o software ProModel para as atividades de simulação realizadas neste trabalho; Avaliar o software ProModel no auxílio à tomada de decisão no setor da empresa estudada; Comparar resultados das diferentes formas de utilização dos recursos produtivos simulados computacionalmente. Com este estudo, espera-se utilizar melhor os recursos produtivos disponíveis no setor de embalagem de cortes com o auxílio tecnológico de uma simulação computacional, otimizando a mão-de-obra e assim conseqüentemente os custos envolvidos no processo. Muito importante para este trabalho é analisar o antes e depois nas condições de tomada de decisão do setor em estudo. 1.3 Justificativa do trabalho Muitas empresas possuem recursos disponíveis, os quais, quando corretamente empregados, podem trazer significativa melhoria tanto em produtividade quanto em qualidade. Freqüentemente, entretanto, o medo de falhar impede os funcionários de oferecerem sugestões embasadas nos seus conhecimentos, idéias e criatividade. A simulação é uma excelente ferramenta para superar este preconceito. A habilidade de definir uma idéia com um modelo, permite testar o impacto das sugestões e, então, o uso do modelo para se vender a idéia aos tomadores de decisão pode incentivar a atitude do tipo: vamos experimentar para ver (HARREL et al., 2002). A empresa COSUEL, objeto deste estudo, utiliza-se de dados históricos e da experiência de especialistas nos processos internos para calcular as previsões de produção. Apesar de serem dados confiáveis, as análises são feitas de forma estática, impossibilitando a visualização dinâmica destas previsões, bem como a interação entre variáveis. Além disso, a falta de recursos computacionais torna muito complexa e demorada a análise de diferentes cenários e suas respostas ótimas. A escolha da empresa COSUEL, na área de frigorífico suíno, se deve pelo fato de possuir uma planta industrial recentemente reformada, com alterações em muitos de seus fluxos produtivos. Tais alterações estão hoje em funcionamento e apresentam a oportunidade e necessidade de estudo para a otimização dos processos oriundos desta nova estrutura. Através do uso da simulação é possível analisar e prever o melhor funcionamento de seu fluxo produtivo sem colocar em risco investimentos em processos de retornos incertos. A COSUEL

possui uma política de busca incessante pela redução de seus custos, se propõe e incentiva a experiência e posterior avaliação a entrada definitiva desta nova tecnologia. 16 1.4 Delimitações do trabalho Este trabalho apresenta um estudo de um processo produtivo, um setor de embalagem de carnes de uma empresa do ramo alimentício (COSUEL), com suas atividades simuladas computacionalmente, bem como seus pontos a serem melhorados identificados. Com o auxílio do software de simulação ProModel, foram realizadas análises dos resultados da simulação da programação dos recursos produtivos do setor em estudo com a situação atual. Para tanto, também se verificou a eficácia do software para saber se este se aplica ao cenário da empresa. Primeiramente foram colhidos dados inerentes ao processo e simulados para posteriormente validar a proposta do novo arranjo do sistema. O principal indicador analisado foi o de produtividade do setor de embalagem de carnes, realizando um estudo dos ganhos do aumento deste indicador com a proposta. Ressalta-se que o trabalho se limitou a simular apenas o setor de embalagem de carnes, não abrangendo demais setores produtivos da empresa. Fatores como a probabilidade de os funcionários deixarem seus locais de trabalho para realizarem outras atividades não estarão incluídas na simulação, pois a empresa não possui tal estatística e o alto índice de rotatividade de pessoas dificulta a coleta de dados. Características no sistema produtivo como quebra de máquina também não serão incluídos na simulação. A coleta de dados somente é válida para a empresa COSUEL, em virtude do arranjo físico implantado na mesma. Por uma questão de coerência com a empresa onde foi aplicado este estudo, utilizou-se a metodologia de cronometragem da mesma. 1.4.1 Estrutura do trabalho Este trabalho está dividido em cinco capítulos. O primeiro, é este que apresenta a introdução, contendo considerações iniciais, a exposição do tema, objetivos principais e secundários, a justificativa e as delimitações do trabalho. No segundo capítulo se apresenta o referencial teórico, onde são abordados temas como: o mercado da carne suína, planejamento e controle da produção, mapeamento de processos, produção enxuta, medição de desempenho, produtividade, cronometragem de atividades, simulação computacional e uma introdução ao software ProModel.

17 A metodologia utilizada neste trabalho é descrita no capítulo 3. O capítulo 4 apresenta o estudo de caso, com uma descrição do setor e da empresa estudada, medições e análise dos recursos produtivos envolvidos no setor, proposta de melhorias produtivas, simulação computacional com o software ProModel, aplicabilidade da proposta, resultados obtidos e considerações finais sobre o estudo de caso. O quinto e último capítulo apresenta os comentários finais e conclusões do trabalho.

18 2 REFERENCIAL TEÓRICO Neste capítulo, são abordados conceitos importantes para a elaboração desta monografia. Destacam-se: o mercado de carne suína, planejamento e controle da produção (PCP), planejamento mestre da produção, planejamento da capacidade, produção enxuta, mapeamento de processos, cronometragem de atividades, simulação computacional da produção, melhorias de produção, medida de desempenho e análise produtiva. 2.1 O mercado de carne suína O crescimento da população mundial, o aumento da renda e a intensificação das relações mundiais, provocam um alto padrão de competitividade entre os países exportadores com grande potencial em produtos do agronegócio. Neste cenário o Brasil se apresenta como o principal exportador e produtor de proteína de origem animal. O complexo de carnes se destaca na diferenciação e segmentação de mercados, sendo uma das áreas do agronegócio brasileiro com maior dinâmica tecnológica e de conhecimento (MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO, 2010). O complexo de carnes é o segundo item da pauta de exportações do agronegócio brasileiro, com tendência em se tornar o líder em vendas para o exterior em breve. Hoje fica atrás apenas do complexo soja. No âmbito social, o complexo de carnes desempenha um importantíssimo papel, sendo responsável pelo maior número de empregos no agronegócio brasileiro, onde gera mais de 4 milhões de postos de trabalho (20% do total da nossa agropecuária) (MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO, 2010). Segundo a Associação Brasileira da Indústria Produtora e Exportadora de Carne Suína (ABIPECS), a carne suína é a proteína mais consumida no mundo, com uma produção de 115 milhões de toneladas em 2009, sendo quase a metade produzida na China e outro terço na União Européia (EU) e nos Estados Unidos da América (EUA). A participação do Brasil tem crescido em importância no mercado mundial. O país é o quarto maior produtor, com 3% da produção e 11% das exportações. Conforme a ABIPECS (2010), o comércio internacional de carne suína movimenta 5,4 milhões de toneladas, gera uma receita anual aproximada de 11,9 bilhões de dólares e está concentrado em cinco países importadores (Japão, Federação Russa, México, Coréia do Sul e Hong Kong). Os Estados Unidos, a União Européia, o Canadá, o Brasil e a China são responsáveis por 96% das exportações mundiais. O principal destaque dos últimos anos é o

19 desempenho das vendas externas brasileiras, que em dez anos ampliaram sua participação nas exportações mundiais de 4% para 11%. Mesmo com as barreiras sanitárias, com o aumento dos subsídios europeus e o crescimento da concorrência internacional, as exportações brasileiras cresceram acima da média dos competidores. As Figuras 1 e 2 apresentam a participação da carne suína no mercado mundial. Observa-se as mudanças ocorridas neste segmento entre os anos 2000 e 2009. 60 50 49% 40 30 21% 18% 20 10 4% 2% 6% 0 Gráfico Participação de Mercado ano 2000 União Européia EUA Canadá Brasil China Outros Figura 1 Participação da carne suína no mercado ano 2000 (ABIPECS, 2010) 40 35% 35 30 25 23% 21% 20 15 11% 10 6% 5 4% 0 Gráfico Participação de Mercado ano 2009 União Européia EUA Canadá Brasil China Outros Figura 2 Participação da carne suína no mercado ano 2009 (ABIPECS, 2010) Ao contrário do perfil mundial, o consumo de carne suína no Brasil é inferior ao das carnes de frango e bovina. O consumidor nacional prefere produtos processados (como frescais, cortes temperados, curados e cozidos). Mesmo com essa tendência, a carne in natura

20 suína representa mais de um terço do consumo. A disponibilidade interna de carne suína, no ano de 2009, cresceu de 11 para 14 kg/habitante/ano. As figuras 3 e 4 apresentam características do mercado interno quanto à preferência de carnes e tipo de produtos. 40 37% 30 24% 20 12% 10 8% 5% 4% 4% 4% 2% 0 Participação na aquisição domiciliar da carne suína por tipo de produto Carne in natura Linguiça Salsicha Mortadela Presunto Toucinho Banha Salame Outros Processados Figura 3 Participação da carne suína na aquisição domiciliar por tipo de produto (ABIPECS, 2010) 45 40% 40 35 31% 30 25 20 15 13% 10% 10 6% 5 0 Participação da carne suína na aquisição domiciliar de carnes Bovina Aves Suína Pescados Outros Figura 4 Participação da carne suína na aquisição domiciliar (ABIPECS, 2010) Uma sólida base para a expansão da cadeia produtiva de suínos é garantida pelo aumento da renda interna, o crescimento da população e o contínuo aumento das exportações. A produção nacional aumentou entre os anos de 2004 a 2010 cerca de 21,8%, acompanhando o comportamento da demanda interna e a crescente participação no mercado mundial. No

21 período, a produção industrial de suínos foi a que mais ampliou (36,7%), enquanto a produção de subsistência (destinada ao auto-consumo nas propriedades, as quais eventualmente vendem algum excedente) registrou uma queda de 34,1%, indicando um rápido processo de profissionalização da atividade de suinocultura no País. A figura 5 mostra a evolução da produção de carne suína no Brasil, que, entre os anos de 2004 e 2009, apresenta um constante crescimento da suinocultura total e industrial, porém o mesmo não acontece com a suinocultura de subsistência, que decresce de 519 mil toneladas para 342 no mesmo período. 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2620 2101 519 2708 2269 Figura 5 Evolução da carne suína no Brasil (ABIPECS, 2010) No período de 2004 a 2009, os abates de suíno no Brasil aumentaram 27,6%. Destacam-se os realizados sob serviço de inspeção federal (SIF), que cresceram 38,8%, enquanto que os demais com outras certificações diminuíram 3,4%, visto a migração de algumas plantas industriais de certificação estadual para o status federal. Neste período os abates sob SIF passaram de 77,7% para 83,1% dos abates totais, confirmando o avanço das garantias dadas à carne suína brasileira. 2943 2998 3019 2531 2644 2686 439 412 354 342 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Suinocultura total Suinocultura de subsistência Suinocultura industrial 3190 mil toneladas 2873 mil toneladas 342 mil toneladas Os cinco últimos anos registraram dados de apenas 19% no aumento das exportações, crescimento este afetado pelas barreiras comerciais impostas pelos principais países importares, pelo alto nível de subsídios nas exportações da Europa e dos Estados Unidos e, em uma menor proporção, pela melhora na competitividade da produção norte-americana. Em compensação, o mercado interno cresceu, no mesmo período, 22,4%, principalmente nos dois últimos anos.

22 2.2 Planejamento e controle da produção A administração da produção é a atividade de gerenciar recursos destinados à produção e disponibilização de bens e serviços. A função de produção é a parte da organização responsável por esta atividade. Toda organização possui uma função de produção por produzir algum tipo de produto e/ou serviço. Gerentes de produção são funcionários da organização que exercem responsabilidade particular em administrar algum ou todos os recursos envolvidos pela função produção (SLACK et al., 2009). Segundo Tubino (2000), em um sistema produtivo, ao serem definidas suas metas e estratégias, faz-se necessário formular planos para atingi-las, administrar os recursos humanos e físicos com base nesses planos, direcionar a ação dos recursos humanos sobre os físicos e acompanhar esta ação, permitindo a correção de prováveis desvios. No conjunto de funções dos sistemas de produção aqui descritos, essas atividades são desenvolvidas pelo planejamento e controle da produção. O PCP é responsável pela coordenação e aplicação dos recursos produtivos de forma a atender da melhor maneira possível aos planos estabelecidos em níveis estratégico, tático e operacional. Uma questão importante no desenvolvimento das atividades do PCP diz respeito aos horizontes de planejamento e programação da produção. Não existe um período padrão. Ele pode ter abrangência de longo, médio e curto prazo, dependendo da flexibilidade do sistema produtivo, ou seja, do tempo de resposta aos pedidos de compra, fabricação e montagem. Nas empresas que conseguirem resolver melhor seus problemas de coordenação entre demanda e produção, os períodos da programação da produção serão menores. Já nas empresas com baixa flexibilidade de resposta às variações de demanda, os horizontes de planejamento serão mais longos e as decisões serão tomadas com maior antecedência, aumentando a probabilidade de ocorrer problemas entre que é planejado e o que é realmente executado e entregue aos clientes. Tubino (1999) afirma que os sistemas de produção buscam continuamente o aumento de flexibilidade, seja pela forma estrutural de distribuição dos recursos em unidades de negócios focalizadas, com células de fabricação e montagem operadas por funcionários polivalentes, seja pela diminuição dos lotes de produção a partir da redução dos tempos de setups e eliminação das atividades que não agregam valor aos produtos, ou ainda, pela estabilização e sincronização das demandas dentro da cadeia produtiva em que a empresa está inserida.

23 2.2.1 Planejamento Mestre da Produção (PMP) O planejamento mestre da produção (PMP) define a programação de produção de cada item ao final de cada semana (ou outro período determinado) no horizonte de planejamento de médio prazo. Representa os itens finais planejados expressos em quantidades e datas. Itens finais são produtos acabados, ou peças que são embarcadas como itens finais. Itens finais podem ser embarcados para os clientes ou colocados em estoque (GAITHER, 2002). Gerentes de operações reúnem-se, normalmente uma vez por semana, para revisar previsões de mercado, pedidos dos clientes, níveis de estoque, carga de instalações e informações sobre a capacidade, a fim de que programas mestre de produção possam ser bem desenvolvidos. Por ser um processo interativo, ao final de sua elaboração o PMP representará os anseios das diversas áreas da empresa quanto ao planejamento de médio prazo. Finanças terá seu planejamento de necessidades de capital, Marketing terá seu plano de vendas com datas prováveis de entregas, Compras poderá negociar seus contratos com os fornecedores, Recursos Humanos terá seu planos de contratação e treinamento de pessoal e a Produção terá seu PMP para programar suas atividades (TUBINO, 2000). 2.2.2 Planejamento de capacidade Conforme Slack (2009), prover a capacidade produtiva para satisfazer à demanda atual e futura é uma responsabilidade fundamental da administração de produção. Ter equilíbrio entre capacidade e demanda satisfaz clientes de forma eficaz com menor custo. Obtendo um equilíbrio errado, deixará de atender à demanda e terá custos excessivos. Planejamento e controle de capacidade é, às vezes, também chamado de planejamento e controle agregados. A razão disso é que, no mais alto nível do processo de planejamento e controle, os cálculos de demanda e capacidade normalmente são de forma agregada, que não discrimina entre os diferentes produtos e serviços que uma operação produtiva pode fazer. A essência da tarefa é conciliar, no nível geral e agregado, o suprimento de capacidade com o nível de demanda que deve ser satisfeita. Subentende-se como capacidade de produção a cadência máxima produtiva de uma organização. Alguns fatores subjacentes a este conceito tornam seu entendimento e uso um pouco complexos. Primeiro, variações diárias como absenteísmo e férias de funcionários,

24 quebra de máquinas e equipamentos e atrasos na entrega de materiais se combinam para tornar incerta a capacidade de produção das instalações. Para empresas que produzem somente um produto ou alguns produtos homogêneos, as unidades para medir a capacidade de produção são diretas: automóveis por mês, toneladas de carvão por dia ou barris de cerveja por trimestre são exemplos dessas medidas. Quando uma combinação consistente de produtos como cortadores de grama, semente de grama e móveis para jardim é produzida em uma instalação, entretanto, a diversidade dos produtos constitui um problema de capacidade de medição. Nesses casos, uma unidade agregada de capacidade deve ser estabelecida. Essa medida agregada da capacidade deve permitir que os índices de produção dos vários produtos sejam convertidos para uma unidade comum de medição da produção. Por exemplo: medições como toneladas por hora e dólares de venda por mês freqüentemente são usadas como medidas agregadas da capacidade entre produtos diversos (GAITHER, 2002). Muitas organizações operam abaixo de sua capacidade produtiva máxima, seja porque a demanda é insuficiente para preencher sua capacidade, seja por uma política deliberada, de forma que a operação possa responder rapidamente a cada novo pedido. Com freqüência, entretanto, as organizações encontram-se com algumas partes de sua operação funcionando abaixo de sua capacidade, enquanto outras partes estão em sua capacidade máxima. As partes que estão trabalhando em sua capacidade máxima são consideradas as restrições de capacidade de toda a operação (SLACK, 2009). 2.2.2.1 Análise da capacidade de produção do PMP A análise da capacidade de produção para o plano de produção considera a possibilidade de trabalhar variáveis de longo prazo, como alterações nas instalações físicas, compra de equipamentos, definições dos turnos de trabalho, admissão e treinamento da mãode-obra e negociações de fornecimento externo. Já as decisões relativas ao PMP, envolvem a negociação com variáveis de médio prazo, por exemplo, a definição do tempo de ciclo para dar um ritmo ao sistema, a necessidade de horas extras, o remanejamento de funcionários, a necessidade de espaço na recepção e armazenagem dos itens, o ritmo de entrega dos itens externos etc. Tubino (2000) afirma que a existência de dois horizontes de tomadas de decisões dentro do PMP faz com que a análise da capacidade de produção não busque atuar sobre a parte fixa do PMP, pois nela já estamos com o lead time do produto acabado correndo e

25 modificações são indesejáveis. A função da análise da capacidade produtiva do PMP consiste em equacionar os recursos produtivos da parte variável do plano, de forma a garantir uma passagem segura para sua parte fixa e posterior programação da produção. 2.2.3 Lead time produtivo Tubino (1999) define lead time produtivo como o somatório dos tempos de espera, processamento, inspeção e transporte. O tempo de espera pode possuir mais 3 subdivisões: espera para programação da produção, espera na fila do recurso e espera no lote de produção. Lead time, também chamado de tempo de atravessamento ou fluxo, é o tempo necessário para transformar matérias-primas em produtos acabados em um sistema produtivo. Quanto menor for o tempo desta conversão de matérias-primas em produtos acabados, menores serão os custos gerados. A redução contínua dos lead times produtivos também acontece para atender às necessidades de clientes com a disponibilidade para menores prazos de entrega e sem a formação exagerada (e desnecessária) de estoques entre as atividades de um processo, isso tudo só é possível com lead times curtos (TUBINO, 1999). 2.3 Layout produtivo De acordo com Slack et al. (2009), o arranjo físico de uma operação produtiva preocupa-se com a localização física dos recursos de transformação. De forma simples, definir o arranjo físico é decidir onde colocar todas as instalações, máquina, equipamentos e pessoal da produção. Dessa forma, o arranjo físico é uma das características mais evidentes de uma operação produtiva porque determina sua forma e aparência. É aquilo que a maioria das pessoas notaria em primeiro lugar quando entrasse pela primeira vez em uma unidade de operação. Este arranjo também determina a maneira segundo a qual os recursos transformados (materiais, informações e clientes) fluem através da operação. Mudanças relativamente pequenas na localização de uma máquina em uma fábrica podem afetar os custos e a eficácia geral da produção. Conforme o mesmo autor, a geração de alternativas de layout é o passo crítico para o processo de planejamento da produção. É importante que as pessoas que planejam a produção e o layout tenham criatividade e compreensão das alternativas possíveis de elaborá-lo e, que o layout selecionado, tenha sido escolhido entre as alternativas geradas. A estratégia de layout produtivo deve emergir de planejamento estratégico macro, planejamentos de produto,

26 manufatura, distribuição, gerenciamento e de recursos humanos serão impactados no layout da produção. Segundo Shingo (1988), a abordagem básica de um problema de arranjo físico é reduzir o transporte a zero. Isso significa a rejeição imediata do layout de processo, porque ele sempre envolve uma certa quantia de transporte. O layout tem implicações práticas e estratégicas. Alterar um arranjo físico pode afetar uma organização e também se tornar vantagem competitivas, por: Facilitar o fluxo de materiais e de informações; Aumentar a eficiência de utilização de mão de obra e dos equipamentos; Aumentar a conveniência dos clientes e vendas; Reduzir os riscos dos trabalhadores; Melhorar a motivação dos trabalhadores; Melhorar a comunicação. 2.3.1 Layout em linha Conforme Slack (2009), o arranjo físico em linha envolve localizar os recursos produtivos transformadores, segundo a melhor conveniência em função da matéria-prima que está sendo transformada. Cada produto, elemento de informação ou cliente segue um roteiro predefinido no qual a seqüência de atividades requerida coincide com a sequência na qual os processos foram arranjados fisicamente. Este tipo de layout, que será visto a frente como o layout do estudo de caso deste trabalho, é baseado em processo seqüenciais das peças na forma de linha. Os materiais fluem de uma estação para outra adjacente, proporcionando um volume de produção. Os recursos são arranjados ao longo da linha de produção. Embora a maioria dos arranjos físicos em linha sejam dispostos na forma de uma reta, existem ainda os formatos em L, O, S ou U. Este tipo de layout também é conhecido como linha de produção ou linha de montagem (SILVEIRA, 1998). Conforme Silveira (1998), o layout em linha proporciona: Fluxo lógico, simples e suave em pequenos espaços; Baixos estoques intermediários; Pouca movimentação e manejo de partes resultando em diminuição de tempos improdutivos; Tarefas simples que requeiram pouco treinamento da mão-de-obra;

27 Um simples planejamento e controle da mão-de-obra; Um curto tempo de produção unitário; A utilização de equipamentos específicos; Porém, conforme o mesmo autor, esta forma de arranjo físico possui limitações no seu funcionamento, como: A parada de uma das estações ocasiona a parada de toda a linha; Baixa flexibilidade; Gargalos têm grande efeito no sistema; As linhas múltiplas requerem duplicação de máquinas; Baixa utilização dos recursos para produtos de baixo volume; Necessidade de uma supervisão geral; O desafio para essa forma de arranjo físico é o de agrupar atividades entre estações de trabalho e atingir os resultados com o mínimo de recursos, balanceando as operações e minimizando os gargalos de produção. A composição e o número de estações de trabalho são decisões cruciais neste tipo de layout (SILVEIRA, 1998). 2.4 Mapeamento de processos O mapeamento de processos abrange a descrição destes do modo como as atividades relacionam-se umas com as outras dentro do processo. Para isso, existe uma grande variedade de técnicas que podem ser usadas para este mapeamento, entretanto, todas essas técnicas possuem similaridades: identificam os tipos diferentes de atividades e mostram o fluxo de matérias, pessoas ou informações que o percorrem. Para Villela (2000), processo é uma ordenação específica de trabalho no tempo e no espaço, com um começo e um fim identificados, assim como os inputs e outputs. Segundo o autor, os processos seguem uma hierarquia, conforme ilustrado na Figura 1. Assim, o nível de detalhamento se encaixa em uma destas definições: Macroprocesso: Processo que mais de uma função na estrutura organizacional, e a sua operação tem um impacto significativo no modo como a organização funciona; Processo: Conjunto de atividades seqüenciais (conectadas), relacionadas e lógicas que tomam um input do fornecedor, acrescentam valor e entregam um output para um cliente; Subprocesso: Uma parte interelacionada de forma lógica com outro subprocesso, realizando um objetivo em apoio ao macroprocesso e contribui para o objetivo deste;

28 Atividades: São elementos do processo ou subprocesso. Geralmente são desempenhadas por uma unidade (pessoa ou departamento) para produzir um determinado resultado; Tarefa: Constitui o micro enfoque do processo, podendo ser um único elemento ou um subconjunto de uma atividade; Figura 6 Componentes do Processo (HARRINGTON, 1993) O processo de melhoria da organização, segundo Spedding e Sun (1999), começa com o entendimento dos processo e, principalmente, das atividades que o compõe. Assim, conhecimento onde as atividades se processam é importante tanto para alocar recursos quanto para iniciar o processo de melhoria. Conforme os autores, estas atividades, podem ser classificadas nas seguintes categorias: Atividades com nível de unidade: Desempenhadas a cada vez que uma unidade do produto é produzida; Atividades com nível de lote: Atividades desempenhadas cada vez que um lote de produtos é fabricado. O setup de uma máquina é um exemplo de uma atividade com nível de lote; Atividades com nível de produtos: Atividades desempenhadas para cada linha de produtos. Um exemplo seriam atividades da área de projeto e marketing dos produtos.

29 Uma ferramenta de grande importância para a compreensão dos processos é o mapeamento através de fluxograma, onde é possível a visualização do interelacionamento das atividades da cadeia produtiva. As técnicas de fluxograma do processo são utilizadas visando um melhor planejamento em uma simulação. Estas técnicas auxiliam o modelador a representar da forma mais próxima a real o sistema que será simulado. Para Vilella (2000), o mapeamento de processo constitui em uma ferramenta gerencial, analítica, que possibilita melhoria nos processo existentes ou implanta uma nova estrutura voltada para os processos. Também consiste em identificar, documentar, analisar e desenvolver um plano de melhoria que proporcione a mudança de visão dos gestores de indústrias, ou seja, faça com que diminua o foco nos outputs ou produtos e fortaleça a gestão dos processos. Para Barnes (1977), o fluxograma do processo é uma técnica para registrar o processo de forma compacta e de fácil entendimento e visualização. Normalmente inicia-se com a entrada da matéria-prima na fábrica ou célula e segue o caminho da fabricação do produto, passando pelas operações de transformação, transporte e inspeção até a sua saída como produto acabado. Conforme Slack (2009), para o mapeamento são usados símbolos a fim de classificar e diferenciar as atividades do processo. Esses símbolos podem ser dispostos em paralelo, em série ou em ordem, para descrever qualquer processo. Referente à esta simbologia, Barnes (1977) sugere as formas mostradas no Quadro 1 para representar as diferentes etapas durante um processamento. Quadro 1 Simbologia do mapa do fluxo do processo (BARNES, 1977)

30 2.5 Produção enxuta O conceito de produção enxuta teve sua origem na indústria automobilística japonesa, mais precisamente na Toyota, que compreendeu que muitos custos de produção do sistema de produção em massa são gerados por atividades que não agregam valos para o cliente, portanto devem ser eliminadas, ou, caso não fosse possível, reduzidas ao máximo. Estas atividades que não agregam valor são chamadas de desperdícios. Segundo Ohno (1997), os desperdícios podem ser classificados em: Superprodução: esse desperdício é caracterizado por produzir a mais do que o cliente absorve, gerando um excesso que se transforma em custos. É um desperdício muito comum e preocupante, pois pode ser a causa de outros desperdícios; Estoque: é o resultado da superprodução e gera conseqüências graves para a empresa, como o aumento do lead time, tempo que um item leva para percorrer todo processo produtivo, que está ligado diretamente com os giros de estoque de uma empresa, portanto quanto maior o lead time, maior a quantia de dinheiro parado com estoques e conseqüentemente menos recursos para investimentos; Transporte: desperdício gerado pela movimentação de peças, componentes, matériaprima ou produtos acabados dentro da fábrica ou entre fábricas; Movimentação: diferentemente do desperdício de transporte, esse desperdício está ligado à movimentação dos operadores quando não estão em atividades que agregam valor para o produto, ou seja, atividades em que a matéria-prima não está sendo transformada em produto acabado; Defeitos: defeitos geram retrabalho ou perda da peça e em ambos os casos isso aumenta geram custos que não agregam valor ao cliente, portanto a Mentalidade enxuta prega em fazer certo da primeira vez; Processos desnecessários: todo processo que não agrega valor para o cliente deve ser eliminado, como inspeções e verificações, pois utilizam recursos da empresa e não são revertidos em ganhos adicionais; Espera: o colaborador deve utilizar todo seu tempo realizando atividades que agregam valor, portanto o tempo gasto com espera é considerado um desperdício que deve ser eliminado; Portanto, a Produção Enxuta visa aumentar a produtividade, eliminando os desperdícios, ou seja, ao contrário da produção em massa onde o objetivo era reduzir custo e manter a produtividade, a Produção Enxuta quer aumentara produtividade com os recursos

31 disponíveis. Para isso ela possui cinco princípios básicos citados por Womack (2006) que devem ser seguidos para sua aplicação: Determinar o que é valor sob o ponto de vista do cliente: identificar o que agrega valor para o cliente; Identificar o fluxo de valor: identificar toda a seqüência de operações e atividades que agregam e que não agregam valor no processo produtivo; Implementar fluxo contínuo: Através da análise da cadeia de valor deve-se implementar fluxo contínuo que é a melhor maneira de reduzir a maioria dos desperdícios; Onde não for possível instaurar fluxo contínuo estabelecer a lógica puxada de produção: em alguns casos não é possível instaurar fluxo, devido a máquinas não dedicadas ou distância entre as máquinas, por exemplo, então deve-se estabelecer a lógica puxada, ou seja, produzir somente o que é necessário e quando for solicitado; Buscar perfeição: a melhoria contínua deve ser sempre o objetivo da empresa, sempre que o nível satisfatório for alcançado deve-se evoluir em busca de melhorias; 2.5.1 Contribuição das idéias enxutas à gestão de operações Muitas autoridades no assunto acreditam que a filosofia enxuta foi a influência individual mais importante na área de gestão de operações nos últimos 50 anos. O Quadro 2, conforme Slack (2009), resume a abordagem enxuta de algumas das atividades de gestão de operações. 2.6 Medição de desempenho da produção Segundo Slack (2009), medição de desempenho é o processo de quantificar ação, no qual medição significa o processo de quantificação, e o desempenho da produção é presumido como derivado de ações tomadas por sua administração. Algum tipo de medida de desempenho é pré-requisito para julgar se uma operação é boa, ruim ou indiferente. Sem medida de desempenho, seria impossível exercer qualquer controle sobre a operação de forma contínua. No Quadro 3, o autor mostra algumas das medidas típicas que podem ser usadas para julgar o desempenho de uma operação produtiva.

32 Atividades de gestão de operações Estratégia de operações Projeto de processo Projeto de produto/serviço Estratégia de suprimento e gestão da cadeia de suprimento Arranjo físico Tecnologia de processo Projeto do trabalho Planejamento e controle de processo Estoque Melhoria Manutenção Gestão de qualidade Abordagem enxuta Seja claro sobre os objetivos das operações e adote estratégias de foco sempre que possível, de modo que os processos concentrem-se em um conjunto estreito de produtos, serviços ou objetivos. Assegure fluxo suave ao longo dos processos e tempo de atravessamento rápido ao trabalhar com pequenos lotes e ao equilibrar capacidade e fluxo. Projete para facilitar o processamento (chamado em muitas indústrias de projeto para manufaturabilidade). Estimule outras partes da cadeia de suprimentos a adotar os princípios enxutos, receba e despache pequenas cargas mais freqüentemente em vez de cargas maiores mais esporadicamente. Reduza distâncias ao longo da rota do processo sempre que possível e faça rotas óbvias. Use equipamento de processo flexível e pequeno, preferencialmente que possa ser arranjado em diferentes configurações. Concentre seus esforços em equipar seus funcionários com as habilidades necessárias, sendo claro sobre o que é esperado, e estimule autonomia. Use princípios de controle puxados, não produza nada até que seja necessário. Minimize estoque sempre que possível, porque estoque encobre os problemas e imprime tempo de atravessamento lento. Melhoria precisa ser contínua. O impulso da melhoria é mais importante do que a taxa de melhoria. Toda quebra inesperada é desperdício; concentre-se em prevenir a interrupção por meio da manutenção produtiva total. Todos os erros são fontes de desperdício adicionais; todas na operação devem estar envolvidos em alcançar uma situação livre de erros. Quadro 2 Atividade de gestão de operações (SLACK et al. 1999) Tubino (2000) diz que cada empresa, dependendo do tipo de sistema produtivo que estiver empregando, terá sua lista de medidas de desempenho. Apesar de todas as dimensões da qualidade de um programa de produção serem importantes, as empresas que trabalham sob regime de encomenda darão prioridade aos itens de controle associados à entrega. Já as empresas com sistemas de produção em massa deverão privilegiar os itens de controle associados aos custos.

33 Objetivo de desempenho Qualidade Velocidade Confiabilidade Flexibilidade Custo Número de defeitos por unidade Algumas medidas típicas Nível de reclamação de consumidor Nível de refugo Solicitações de garantia Tempo médio entre falhas Grau de satisfação do consumidor Tempo do consumidor em fila Lead time de pedido Freqüência de entregas Tempo de atravessamento real versus teórico Tempo de ciclo Porcentagem de pedidos entregues com atraso Atraso médio de pedidos Proporção de produtos em estoque Desvio médio da promessa de entrega Aderência à programação Tempo necessário para desenvolver novos produtos/serviços Faixa de produtos ou serviços Tempo de mudança de máquina Tamanho médio de lote Tempo para aumentar a taxa de produção Capacidade média/capacidade máxima Tempo para mudar programações Variação de custos contra orçamento Utilização de recursos Produtividade de mão-de-obra Valor agregado Eficiência Custo por hora de operação Quadro 3 Medidas típicas para medir o desempenho de uma operação produtiva (SLACK et al. 1999) Como regra geral, algumas considerações importantes quanto à definição de medidas de desempenho devem ser colocadas, entre elas, o autor cita: Dados visuais e físicos são mais fáceis de interpretar do que dados financeiros, principalmente quanto ao desempenho do programa de produção; Medidas de desempenho agregadas são mais fáceis de se obter e usar do que dados individualizados, como, por exemplo, indicadores sobre famílias de produtos ao invés de itens isolados;

34 É mais importante obter valores oportunos do que exatos, ou seja, dados exatos podem demorar muito para serem obtidos enquanto ações corretivas podem ser tomadas com informações aproximadas. 2.6.1 Produtividade Gaither (2002) define produtividade como quantidade de produtos ou serviços produzidos com os recursos utilizados. Ou seja, a quantidade produzida dividida pela quantidade de recursos utilizados resulta na produtividade. Para melhorar os índices resultantes desta equação, deve-se: Aumentar a produção utilizando a mesma quantidade ou quantidades menores de recursos. Reduzir a quantidade de recursos utilizados enquanto a mesma produção é mantida ou aumentada. Permitir que a mesma quantidade de recursos utilizados se eleve contanto que a produção se eleve mais. Permitir que a produção decresça contanto que a quantidade de recursos utilizados decresça mais. O maior objeto da produtividade é a mão-de-obra direta, os trabalhadores que realmente produzem, que através de máquinas ou somente com as mãos, modificam a forma ou estrutura da matéria-prima, componente do produto (TOLEDO JUNIOR, 2004). Pode-se então chamar de produtividade da mão-de-obra o aumento do rendimento do trabalho devido especificamente a uma maior eficiência do homem no desempenho de uma tarefa. Para isso, vários fatores podem intervir na motivação deste homem, como: o seu próprio interesse pelo serviço, o maior esforço no ritmo de trabalho, a aplicação mais lógica de suas energias ou uma racionalização consciente de adaptação homem-máquina. Assim, torna-se bastante evidente a importância do homem na produtividade e na produção, porque automação, tecnologia, instalações e programações, representam investimentos caros para a indústria nacional, devendo portanto, serem esgotadas todas potencialidades humanas no aumento da produção e depois, com o domínio completo da relação homem e produtividade, partir para o aperfeiçoamento tecnológico. Para o conhecimento do desempenho produtivo, são realizadas medições.

35 2.6.2 Medida do trabalho Trabalho é a atividade de uma máquina ou homem, a fim de atingir um objetivo. Essa ação produz um efeito, cuja causa é o trabalho desenvolvido. O efeito resultado do trabalho chamamos produção. A medida do trabalho é feita pela quantidade da produção realizada, ou seja, número de unidades produzidas ao término da ação. Na indústria, as unidades de medida são: quilos, toneladas, litros, peças, produtos, etc. (TOLEDO JUNIOR, 2004). O autor divide o trabalho em três tipos: Trabalho manual: onde o trabalho é exclusivamente desenvolvido pelo homem, onde o resultado depende unicamente de suas habilidades, vontade e limitações como ser humano; Trabalho máquina: onde o trabalho é realizado por uma máquina, não dependendo de mão-de-obra direta, ou seja, não seja, não sofre limitações do ser humano para atingir a quantidade produtiva projetada; Trabalho homem-máquina: trabalho em conjunto do homem e da máquina, onde um depende do outro para que o trabalho seja realizado; Enfim o trabalho é a atividade do homem ou máquina objetivando a produção de um bem. O seu resultado é medido pela quantidade de unidades produzidas ao término do mesmo, através de um cálculo de produtividade ou eficiência,como mostra a equação 1, segundo o mesmo autor. ê = çã çã 100% (1) A produção realizada é conhecida como o resultado final do trabalho e a produção que deveria ser realizada resultado do tempo padrão da atividade analisada. Para conhecer a produtividade total dos fatores, é realizado o cálculo da produtividade levando em conta também os fatores financeiros envolvidos no processo, tais como: taxa de retorno sobre o investimento e os salários dos funcionários. Para isso, Moreira (1994) apresenta a equação 2: = Onde: ( ). ( ). ( ) PTF = produtividade total dos fatores em um período t; VA (t) = valor de produção no período t; L (t) = quantidade de mão-de-obra utilizada no período t; K (t) = representa o estoque de capital; (2)

36 w = salário médio (e demais gastos) referentes à unidade de mão-de-obra em um período de referência; r = taxa de retorno sobre o capital no mesmo período de referência que o salário médio, entendida como o quociente entre o lucro bruto (antes do imposto de renda) e o estoque final; 2.6.3 Melhoramento da produção Conforme Slack (2009), até mesmo a melhor operação produtiva, bem projetada, com suas atividades planejadas e controladas pode ser melhorada. De fato, nos últimos anos, fazer melhoramento se tornou uma das principais responsabilidades do gerente de operações. Quando se define uma prioridade para o melhoramento da produção, duas estratégias representam filosofias diferentes: o melhoramento revolucionário e o melhoramento contínuo. O autor define o melhoramento revolucionário (ou baseado em inovação) como uma grande mudança na forma de trabalho da operação, são mudanças de elevado custo e que freqüentemente envolvem mudanças nos produtos/serviços ou na tecnologia do processo, como, por exemplo, a substituição do maquinário de uma linha produtiva. Já o melhoramento contínuo, para Slack (2009), resulta em menores passos de melhoramento, porém com uma freqüência constante como o nome já indica. Neste melhoramento não importa se as melhorias são pequenas, o mais importante é que toda semana (ou mês, ou trimestre, ou qualquer que seja o período determinado) algum melhoramento tenha de fato ocorrido. 2.7 Cronometragem de atividades O homem busca incessantemente, através dos tempos, a melhor maneira de realizar o trabalho para o atendimento de suas necessidades e aumento de seu bem estar material. Da mesma forma, empresas e indústrias procuram desenvolver métodos de fabricação melhores e mais econômicos. O estudo de movimento é um procedimento para análise científica de métodos de trabalho que considera a matéria-prima, o projeto, processo ou ordem de serviço, as ferramentas e equipamentos, local de trabalho e os movimento das mãos e do corpo, com o objetivo de determinar um método preferível de atividade. O objetivo do estudo dos movimentos é a determinação do melhor método para execução de um trabalho, mediante a

37 análise dos movimentos feitos pelo operador durante a operação, com isso, procura-se eliminar através do estudo dos micromovimentos todos os movimentos que não concorrem realmente para o desenvolvimento e progresso do trabalho (BARNES, 1977). Para Peroni (s.d.), a cronometragem tem por finalidade realizar levantamentos cronométricos através da determinação dos tempos de atividades. Mede-se o esforço físico realizado através do qual se comparam as performances de economia de movimentos introduzidos em um posto de trabalho. Com isso, determina-se a quantidade de tempo necessário para executar um operação, medindo o tempo de trabalho gasto em suas operações elementares. O autor define tempo padrão como o tempo necessário para executar uma operação, de acordo com um método estabelecido, em condições determinadas, por um operador apto e treinado, possuindo uma habilidade média, trabalhando com esforço médio durante todas as horas de serviço. Portanto, um tempo padrão determina uma quantidade de produção a ser feita em um período de tempo. Se possuímos a produção realizada e sabemos pelo tempo padrão a produção que deveria ser realizada, há possibilidade de calcularmos a produtividade e a eficiência. A leitura dos tempos é realizada através de um relógio cronômetro, cuja partida é automática, voltando a zero e recomeçando a contagem. Este está dividido em segundo e quintos de segundos, possuindo dois botões: um de partida e outro de retorno a zero. Para uma cronometragem correta é importante dividir-se a operação em seus movimentos elementares. Quando o analista se propõe a analisar uma operação, deve ele, antecipadamente, determinar os pontos em destaque, analisando-os e cronometrá-los em quantidade que pode alcançar até 40 observações para uma produção em massa ou de grande série. Segundo o autor, são três, regras básicas para a cronometragem: Deve haver uma separação clara entre os elementos da operação para obter uma leitura exata no cronômetro; Tempos de máquina devem ser separados dos tempos dos demais elementos; Tempos com freqüência constante devem ser separados dos tempos esporádicos; O material necessário para realizar o relevo cronométrico é uma folha de relevo (para as anotações de tomada de tempos) presa em uma prancheta e um cronômetro fixado em cima da prancheta.

38 No momento da cronometragem, muito importante é desconfiar do ritmo muito elevado ou baixo do operário ao avaliar a produtividade. Assim, deve-se observar bem o posto de trabalho, verificando se não são excessivos e desnecessários os movimentos. Pois, o operário, ao sentir-se observado, pode acelerar seus movimentos, levando o observador a conceder-lhe uma eficiência que não é a real, gerando um tempo padrão incorreto. Posteriormente, este fator de ritmo será aplicado no tempo padrão da tarefa analisada. O objetivo é gerar o nível médio de execuções de como o operador trabalha durante a coleta de dados ou determinar um fator de ritmo para cada elemento da atividade. Após ter sido completado o estudo na célula, o analista deve verificar se for cronometrado um número suficiente de ciclos para a atividade observada (PERONI, s.d.). Após essas análises e informações, o analista irá determinar o tempo padrão. Este cálculo inicia-se com a determinação do tempo médio de cada operação, o qual é obtido através do somatório dos tempos de cada elemento dividido pelo número de ciclos cronometrados. O tempo normal para uma operação não contém tolerância alguma, é simplesmente o tempo necessário para que um trabalhador execute a tarefa em ritmo normal. A equação 3 ilustra o cálculo do tempo normal (BARNES, 1977, p.312): TN = TM x RT (3) Onde: TN = Tempo normal; TM = Tempo médio; RT = Fator de ritmo; O tempo padrão (Equação 4) deve conter a duração de todos os elementos da operação e, além disso, deve incluir o tempo para as tolerâncias necessárias. O tempo padrão é igual ao tempo normal mais as tolerâncias (BARNES, 1977, p.316): TP = TN + (TN x tolerância em %) (4) Onde: TP = Tempo padrão; TN = Tempo normal; Toledo Junior (2004) indica que, além de identificar o tempo padrão, a cronometragem do trabalho evidencia tempos improdutivos e suas causas como: Layout deficiente; Má preparação na mão-de-obra; Métodos de trabalho mal estudados;

39 E como principais pontos positivos: Permite, a partir do conhecimento dos tempos padrões, obter controles sobre o rendimento dos operários; Permite implementar planos de incentivos bem definidos, premiando acertadamente aos funcionários mais dedicados; Permite alocar corretamente o custo da mão-de-obra ao produto; A cronometragem do trabalho apresenta vantagens que justificam sua aplicação na indústria, não exigindo gastos consideráveis em relação aos resultados que podem ser alcançados. 2.7.1 Carga de mão-de-obra Carga de mão-de-obra é a mão-de-obra necessária para a execução de determinada tarefa, e depende principalmente do programa de produção e dos tempos padrões. O programa de produção é a quantidade de peças, quilos ou produtos que deverá ser fabricado em um dia, mês, ou ano. Todo programa de produção tem como base as vendas da empresa (TOLEDO JUNIOR, 2004). Carga de mão-de-obra interfere em: Programa de Produção; Tempos Padrões dos produtos; Quantidades e tipos de matéria-prima que formam cada produto; Tempo trabalhado por pessoa/dia; 2.7.2 Balanceamento de linhas de produção Balancear é nivelar, em relação aos tempos de produção, uma linha produtiva, dando a mesma carga de trabalho às pessoas ou máquinas. O balanceamento reduz ociosidades e anula gargalos na produção, proporcionando o máximo de produtividade e eficiência, eliminando as esperas e mantendo o ritmo de trabalho do conjunto. Na visão de Tubino (2000), a meta do balanceamento de linha é empregar eficientemente os recursos produtivos para um determinado tempo de ciclo, a eficiência de uma alternativa é avaliada em função de quanto tempo livre ela gera. Para se iniciar um balanceamento é necessário definir limites da capacidade de produção, bem como, o tempo de ciclo que é disponível em cada posto de trabalho de uma linha de produção.

40 2.8 Simulação computacional O mercado, cada vez mais globalizado, obriga as empresas a tomarem decisões de forma precisa e ágil. Frequentemente, estas decisões são de difícil mensuração, abrangendo aspectos importantes como mudança de território físico, alteração de demanda, verticalização ou terceirização, rearranjo de layout e mudanças no produto. Diante de decisões desse porte, muitas vezes torna-se arriscado o uso somente da experiência e do empirismo na tomada de decisões. Nem mesmo uma solução matemática e estatística analisada analiticamente pode trazer bons resultados quando se trata de situações complexas e dados aleatórios (CASSEL, 1996). Uma das principais aplicações da simulação está na manufatura. Dentre os benefícios que a simulação pode trazer, podemos destacar a necessidade e quantidade de maquinário ou funcionários extras, avaliação de desempenho e avaliação dos procedimentos operacionais. As medidas de desempenho mais utilizadas são peças produzidas, tempo de espera das peças para serem processadas, porcentagem de utilização dos funcionários e máquinas (LAW, 1999). Simulação computacional pode ser definida com uma técnica para solução de um problema pela análise de um modelo que descreve o comportamento do sistema usando um computador (PRADO, 2004). Segundo Harrel et al.(2000), simulação é a imitação de um sistema real, modelado em computador, para avaliação e melhoria de seu desempenho. Ou seja, simulação é a importação da realidade para um ambiente controlado onde se pode estudar o comportamento do mesmo, sob diversas condições, sem riscos físicos ou de desperdícios financeiros. Banks (2000) afirma que a simulação envolve a criação de uma história artificial da realidade e, com base nesta história artificial, são realizadas observações e interferências nas características de operação do sistema real representado. A figura 7 esquematiza este conceito da transformação da realidade em modelo e novamente dos resultados em realidade. A simulação é uma ferramenta que auxilia o trabalho de interpretação e tomada de decisão humano, com maior rapidez, tornando-se uma ferramenta poderosa, capaz de fornecer resultados para uma análise mais elaborada a respeito da dinâmica do sistema. Desta forma, a simulação permite uma interpretação mais profunda e abrangente do sistema estudado (DUARTE, 2003). Para Taveira (1997), a simulação é uma ferramenta muito útil, uma vez que prevê o comportamento de sistemas complexos, calculando os movimentos e interações dos componentes deste sistema.

41 Figura 7 Realidade x Modelo (DUARTE, 2003) O`Kane et al. (2000) afirmam que, em ambientes de manufatura, a simulação tem se tornado uma das técnicas mais populares para de analisar problemas. Para Banks (2000), a simulação é uma das ferramentas mais amplamente utilizadas em sistemas de manufatura do que em qualquer outra área. Algumas razões podem ser enumeradas: Os custos de equipamentos e instalações são enormes; Os custos dos computadores estão cada vez mais baixos e mais rápidos; O aumento da produtividade e qualidade na indústria é um resultado direto da automação. Como os sistemas de automação são cada vez mais complexos, estes, só podem ser analisados pela simulação; A disponibilidade de animação resultou em maior compreensão e utilização dos gestores da manufatura; Melhorias nos softwares de simulação reduziram o tempo de desenvolvimento de modelos; O uso da simulação proporciona a resolução de questões complexas sem os custos elevados das tentativas da vida real. Aliando-se a otimização a simulação pode-se assegurar que as soluções implementadas são ou estão próximas dos resultados ótimos (PINTO, 2001). Para Fu (2002), a otimização deve ser encarada como uma ferramenta complementar à simulação. Fornecendo as variáveis de uma possível solução (input) à simulação, e esta última, fornecendo as respostas (outputs) para a situação proposta. A otimização gera novas variáveis, utilizando técnicas de otimização específicas, que serão novamente testadas pela simulação. Para cada possível solução é efetuada uma tentativa, ou seja, um ciclo, até a sua parada, conforme figura 8:

42 Figura 8 Simulação e otimização (FU, 2002) 2.8.1 Etapas para um projeto de simulação O desenvolvimento de projetos de simulação envolve diversas etapas, que se estendem desde a compreensão do contexto em que o objeto em estudo está inserido até a formulação das soluções resultantes. O objetivo fundamental de um estudo de simulação é fornecer ajuda na compreensão do comportamento de um sistema (VACCARO, 1999). Harrel et al. (2002) exemplificam que, da mesma forma que é inconcebível construir uma casa sem uma planta, é também o fato de não construir uma estrutura de modelo no computador para proporcionar uma ferramenta útil no estudo de simulação para a tomada de decisão. Segundo os autores, em um projeto de simulação, deve haver toda uma coleta de dados e planejamento antes de propriamente utilizar o software para resolver o problema. Para que o objetivo da simulação apresente um resultado confiável e satisfatório, o autor sugere o cumprimento destas nove etapas: definição do problema e o estabelecimento de objetivos, formulação e planejamento do modelo, coleta de dados, desenvolvimento do modelo, verificação, validação, experimentação, análise dos resultados e por fim a implementação. Tais etapas seguem exemplificadas por Harrel et al. (2002) no fluxograma da Figura 9. A primeira etapa terá início com um estudo da necessidade real, com a definição do problema e o estabelecimento de objetivos. Geralmente, o modelo mais eficiente é aquele que considera apenas aquelas partes do sistema que necessitam ser estudadas para que proporcionem respostas a um problema potencial ou existente. Os objetivos de um estudo de simulação fluirão naturalmente a partir da definição do problema, uma vez que o propósito de se executar mais tarde uma experimentação será sempre resolver o problema. A maioria dos estudos de simulação se beneficiará também dos objetivos de tempos e dos macros, com isso, o modelista terá responsabilidades e prazos para o cumprimento de fases do projeto e para a

43 entrega dos resultados preliminares, por isso é essencial para garantir que o processo de construção do modelo receba determinado grau de prioridade. Figura 9 Fluxograma das etapas em um estudo de simulação (HARREL, 2002) Na formulação e planejamento do modelo, segunda etapa, com o problema estudado e objetivos determinados, o modelista desenvolve uma estrutura conceitual para o modelo. A utilização de desenhos de layout pode proporcionar vantagens como: refletir a visão do nível geral de detalhes requeridos no modelo e servir como constante referência, como outra vantagem as representações gráficas podem ser usadas para garantir a coleta sistemática dos

44 dados pertinentes a cada recurso, e ainda os fluxos e interações podem ser adicionados para auxiliar o atendimento do sistema. A precisão dos dados utilizados no modelo deve influenciar sobremaneira os resultados obtidos. Um plano inicial deve identificar os dados necessários, fontes de informação e os meios para obtê-los. O foco principal deve ser a captura destas condições e fatos que deverão servir de suporte para os objetivos de estudo. Na terceira etapa, deve ser feita a coleta de dados fundamentais quanto a informações e estatísticas, que algumas vezes se referem a dados macro. Os dados macros servem para lançar as bases para a determinação dos parâmetros de entrada do modelo e selecionar como prioridade aqueles que necessitarão de uma coleta mais detalhada futuramente. A coleta de dados é um processo contínuo e à medida em que o estudo de simulação progride, os dados macros estarão sendo incorporados ao modelo e a coleta de micro dados receberá atenção crescente. Na etapa seguinte acontece o desenvolvimento do modelo, que iniciará com uma abstração conceitual do sistema, com crescentes níveis de detalhes adicionais na medida em que se procede ao seu desenvolvimento. Com o início do desenvolvimento da simulação, o modelista deve ser capaz de pensar abstratamente em conceitos vistos no sistema real para que haja similaridade entre o sistema real e o modelo computacional. É dito que um modelo está pronto para ser verificado quando ele funciona da maneira como o modelista pretendia. Assim a quinta etapa, a verificação do modelo, consiste em rodar no software o projeto a ser simulado e observar se a simulação está de acordo com os objetivos iniciais. Pode ser efetuada rodando-se a simulação e monitorado-se de perto a sua operação. A validação da simulação ocorre quando o modelo reflete a operação do sistema real em estudo de tal forma que se dê encaminhamento ao problema definitivo. Como sexta etapa, considera-se na validação, o processo de se assegurar que o modelo reflete a operação do sistema real em estudo de tal forma que lhe encaminhe ao problema definido. O modelista geralmente conduzirá uma navegação estruturada pelo sistema na qual ele fará a exposição do modelo e a forma como ele se relaciona com o sistema existente. Um método de testar envolve o uso de mudanças nos dados de entrada para determinar se o modelo responde da mesma forma que o modelo real. Em muitas situações, o modelista se verá frente a situações nas quais o sistema objetiva propósitos de comparação. Assim utiliza-se informações de sistemas familiares para estimar novos sistemas, informações estas que podem vir de fornecedores de equipamentos.

45 A experimentação, na sétima etapa, é realizada através da simulação. Harrel et al. (2002) afirmam que, o ideal é que o modelista tenha ao menos algumas idéias preliminares acerca de alternativas de soluções a serem avaliadas. Antes de avaliar cada uma com o modelo, o especialista na simulação irá determinar a extensão necessária de tempo a ser simulado e o tempo para se atingir o estado de regime, visando obter resultados aceitáveis. O projeto experimental é o desenvolvimento de procedimentos e testes para analisar e comparar alternativas. Seu propósito é maximizar a utilidade das informações produzidas pelas rodadas da simulação, enquanto minimiza o esforço. Na penúltima etapa, analisam-se os resultados, onde cada configuração do modelo e seus resultados de saída ou alternativas modeladas devem ser bem documentados. O modelista elabora gráficos que mostrem os resultados do sistema que são mais efetivos. As análises e os resultados obtidos através da simulação devem ser bem documentados para posterior uso em projetos ou para a própria observação da evolução e melhoramento do projeto estudado. Por fim, a implementação inicia juntamente com o projeto de simulação. O modelista deve fazer todo esforço para assegurar que a documentação das premissas e a lógica no modelo continuem corretas. 2.9 O software de simulação computacional ProModel Segundo Law e Kelton (1991), o software de um simulação ProModel, desenvolvido pela ProModel Corporation, possui características voltadas para a manufatura, mas sua flexibilidade de programação permite aplicações em diversas áreas, como serviços. Os autores classificam este software como um dos simuladores mais flexíveis devido a sua capacidade de construir lógicas complexas. Apresenta também bons recursos de análise estatística, interface simples (user-friendly), permite considerar paradas baseadas em calendário, turnos de trabalho e múltiplas replicações de simulação. Harrel et al. (2002) afirmam que o software ProModel é desenvolvido para rodar em um sistema operacional Windows. Os modelos são construídos pelo domínio dos módulos necessários do menu de construção. Estes módulos são tabelas de edição e caixas de diálogos usadas para estruturar os parâmetros necessários ao modelo. Embora informações subseqüentes possam fazer parte do modelo, existem certos elementos que são obrigatórios Conforme ProModel User Guide (2002), os principais elementos do ProModel são:

46 Locations (locais): são elementos fixos (estacionários) onde as operações acontecem. Estes elementos podem estar em qualquer lugar onde uma entidade é processada. Eles podem ser também áreas para enfileiramento, locais de armazenamento ou esteiras. No campo locais são processadas peças, materiais, ou até mesmo pessoas que sofrem algum tipo de processo no sistema. As figuras usadas para representar os locais podem ser aumentadas ou diminuídas e posicionadas na tela de layout. Elas podem ser editadas para mostrar informações adicionais tais como nome do local, contadores e medidores de nível. Filas e esteiras também podem ser inseridas no campo locais, definindo sua velocidade, comprimento e outras características. Para um melhor entendimento da construção do modelo, observações ou lembretes sobre as considerações utilizadas podem também ser incluídas. Entities (entidades): são elementos móveis que sofrem alguma transformação nos locais. Podem representar matéria-prima, produtos, documentos, informações e pessoas. O ProModel possibilita parametrizar as características das entidades (por exemplo: velocidade, dimensões e tipo). As entidades são representadas no modelo através de ícones gráficos. Elas podem ser móveis ou estacionárias. A dinâmica conferida pelo ProModel às entidades permite que estas sofram operações cujos resultados são novas entidades como reunião, divisão e conversão. Arrivals (chegadas): aqui é definida a forma como as entidades chegam ao sistema em estudo. Através do campo chegadas, definem-se parâmetros como local da chegada da entidade no sistema, quantidade, freqüência e distribuições de probabilidade. Se este campo é deixado em branco, o modelo irá usar os dados do campo freqüência para determinar a primeira vez. Chegadas cíclicas como a variação na quantidade de clientes que entram num banco em cada período do dia podem ser definidas, utilizando um ciclo de chegadas. As chegadas podem ser habilidades ou desabilidades conforme a necessidade de testar combinações de programações. Processing (processos): os processos definem as interligações entre os locais, os tempos de operação, os recursos necessários, a lógica de movimentação e os roteamentos de entidades. É possível no ProModel inserir comandos específicos de simulação e também criar rotinas específicas através do logic builder. Este recurso do software confere a flexibilidade de programação de diferentes lógicas, de acordo com cada sistema analisado.

47 3 METODOLOGIA DE PESQUISA Este capítulo apresenta a metodologia que foi empregada no desenvolvimento deste trabalho. A metodologia descreve os passos que foram seguidos, de forma estruturada, conforme Figura 10. Para Vergara (2006), a pesquisa tem um caráter pragmático, é um processo formal e sistemático de desenvolvimento do método científico. O objetivo fundamental da pesquisa é descobrir respostas para problemas mediante o emprego de procedimentos científicos. Conforme Cauchick (2010), a necessidade de embasamento científico adequado pode justificar a importância metodológica de um trabalho de pesquisa, geralmente caracterizado pela busca da melhor abordagem de pesquisa a ser adotada para endereçar as questões da pesquisa, verificar as proposições e/ou testar hipóteses. Para aumentar as chances de que a proposta traga efetiva contribuição para o conhecimento, deve-se ter uma seleção dos métodos e técnicas mais apropriados ao planejamento e condução de um trabalho de pesquisa. Além disso, o trabalho se torna mais estruturado, possibilitando inclusive a replicação, o aperfeiçoamento e a evolução por outros pesquisadores. Para que o resultado final seja classificado como científico ou acadêmico, o pesquisador precisa tomar uma série de decisões. O que se espera de uma pesquisa é avançar o conhecimento e não criar conhecimento descolado do que já se sabe e já foi comunicado através da literatura especializada. Os métodos vêm de um campo de conhecimento que é denominado teoria do conhecimento. A escolha do método é uma das decisões fundamentais na condução do processo de pesquisa (CAUCHICK, 2010). Segundo o mesmo autor, existe uma diversidade de abordagens e métodos comumente adotados na engenharia de produção e gestão de operações. A escolha dentre as possibilidades existentes não é uma tarefa trivial, e a tendência é que os trabalhos de pesquisa adotem mais de uma abordagem, dependendo da fase em que se encontram. Esta tendência frequentemente aponta para a necessidade de adoção de multimétodos visando o desenvolvimento da teoria, por meio da sua extensão, refinamento ou, em última instância, da proposição de novas teorias, contribuindo assim para a geração do conhecimento. Conforme Cauchick (2010), quanto aos métodos de pesquisa empregados, os do tipo empírica são classificados em sete categorias: estudo de caso, pesquisa de campo, pesquisa qualitativa, survey, pesquisa com dados secundários e experimental. Quanto ao meio de investigação, este trabalho pode ser classificado tanto como uma pesquisa experimental quanto um estudo de caso. Segundo o mesmo autor, o estudo de caso é

48 um estudo de caráter empírico que investiga um fenômeno atual no contexto da vida real, geralmente considerando que as fronteiras entre o fenômeno e o contexto onde se insere não são claramente definidas. Já a pesquisa experimental, segundo o mesmo autor, é o estudo da relação causal entre duas ou mais variáveis de um sistema sob condições controladas pelo pesquisador. Em relação à aplicação dos dois tipos de pesquisas, em primeiro momento foi realizada a pesquisa de estudo de caso, com o objetivo de coletar dados do processo produtivo referentes a utilização de recursos e medidas de produção, tempos de processamento e mapeamento do processo. No próximo passo, foi utilizada a pesquisa experimental, que teve como objetivo realizar experimentos com as medidas obtidas no estudo de caso, buscando analisar o processo em busca de sua otimização. Este trabalho foi realizado no frigorífico matadouro suíno da empresa COSUEL, situada em Encantado no Vale do Taquari. A escolha da empresa se deve pelo fato de o autor trabalhar na mesma e já conhecer o processo produtivo, facilitando assim a obtenção de dados necessários para o estudo. Na empresa foram colhidos dados do setor de embalagem de carnes, baseando-se em medidas realizadas no chão de fábrica. Segundo Vergara (2006), as pessoas que fornecerão os dados necessários são considerados sujeito de pesquisa. Neste estudo, os sujeitos da pesquisa são o autor e os colaboradores do setor embalagem de carnes da empresa COSUEL. Esses colaboradores são diretamente relacionados com a produção do setor, ajudando assim na obtenção das medidas que resulta esta pesquisa. Com base na Figura 9 do fluxograma das etapas em um estudo de simulação de Harrel et al. (2002), para iniciar esta pesquisa foi realizado o planejamento do trabalho, onde se fez necessário estabelecer o objetivo, para em seguida definir o que fazer, por que, por quem, onde e como a pesquisa será realizada. Uma breve apresentação da empresa COSUEL, onde o trabalho foi realizado, também foi realizado na primeira etapa, buscando informações como cenário do mercado de carne suína. Conforme Figura 10, na segunda etapa, o objetivo é apresentar o referencial teórico necessário para a realização do estudo de caso e estudar o software de simulação computacional ProModel, para melhor entender os tipos de dados que por ele podem ser gerados e seu funcionamento em geral. O processo de estudo do ProModel compreende a utilização dos recursos necessários do software para a realização deste trabalho. Na terceira etapa, o planejamento e definição de como realizar o trabalho, inicia-se o estudo de caso com o mapeamento do processo produtivo do layout atual, seguindo os passos

49 apresentados na seção 2.4. Seguindo as medidas típicas, para medir o desempenho de uma operação produtiva, de Slack (1999), começou-se também o levantamento de dados inerentes ao trabalho como: cronometragem de atividades, tempos de transporte, tempos de espera, capacidade produtiva, tempo de ciclo e lead times produtivos, conforme seção 2.6 de medição de desempenho da produção. Nesta etapa, apresenta-se mais detalhadamente o histórico da empresa, atuação no mercado interno e externo, número de funcionários, programas de qualidade implantados, produções diárias e demais informações referentes ao sistema produtivo da empresa. Estágio Etapa 1: Definição do problema e objetivos Etapa 2: Estudo das teorias relacionadas ao objetivo Etapa 3: Planejamento e definição de como realizar o trabalho para atingir o objetivo Etapa 4: Desenvolvimento contínuo Etapa 5: Experimentação e análise dos resultados Etapa 6: Conclusões Atividade realizada - Definir tema e objetivos da pesquisa; - Planejamento do trabalho; - Delimitar o trabalho. - Apresentação do referencial teórico necessário a realização do estudo de caso; - Estudo do software de simulação computacional no desenvolvimento deste trabalho. - Apresentação da empresa e descrição do processo em estudo; - Layout atual; - Mapeamento do processo; - Cronometragem das operações; - Levantamento dos tempos que não agregam valor ao produto (como transporte e espera); - Recursos existentes; - Roteiro de produção. -Desenvolvimento do software para a aplicação da situação atual e futura do setor produtivo em estudo; - Proposta de um rearranjo dos recursos produtivos; - Aplicação da situação proposta no software; - Análise dos dados gerados pelo software; - Análise da aplicabilidade do software para a empresa COSUEL. - Documentação, apresentação, implementação e conclusões sobre o estudo realizado. Figura 10 Fluxo da Metodologia utilizada Com o conhecimento das informações do processo, na quarta etapa, desenvolve-se a aplicação da situação atual no software ProModel. Com os dados da etapa anterior, é realizada a simulação computacional, avaliando o índice de produtividade e eficiência para cada atividade do processo produtivo.

50 Na quinta etapa, objetivando aperfeiçoar a produtividade do setor embalagem de carnes, foi apresentada a proposta para a programação e rearranjo dos recursos produtivos. Este processo teve início após ser realizado o levantamento de todos os dados necessários do setor através do estudo de caso, que abrange o mapeamento do processo e as medidas de desempenho desdenhadas na simulação computacional. Com a proposta montada, foi realizada a simulação computacional, através da pesquisa experimental, que teve como objetivo simular o setor produtivo através do software ProModel, seguindo as etapas propostas por Harrel et al. (2002), mostradas no item 2.8.1. No processo de utilização da simulação computacional, foram manipuladas as variáveis encontradas no estudo de caso, buscando analisar o processo e suas interações com as modificações no sistema proposto pela nova programação e utilização dos recursos produtivos do setor. Com a análise dos dados gerados pelo software, também foi realizada a aplicabilidade da ferramenta na empresa, assim como os resultados obtidos com o uso do ProModel na simulação do novo arranjo dos recursos produtivos do sistema produtivo do setor de embalagem de carnes. Conforme Harrel et al. (2002), a validação da simulação ocorre quando o modelo reflete a operação do sistema real em estudo de tal forma que se dê encaminhamento ao problema definitivo. Na sexta e última etapa, o trabalho foi documentado e apresentado, e as conclusões sobre o estudo foram apresentadas, mostrando as dificuldades encontradas durante a elaboração deste trabalho, assim como as possíveis melhorias que podem ser incluídas em futuros trabalhos. A principal avaliação foi em relação à produtividade da nova proposta de arranjo dos recursos produtivos simulados.

51 4 ESTUDO DE CASO Inicialmente, neste capítulo é apresentada a empresa e o mapeamento do processo produtivo em estudo, de onde foram retirados os dados e informações para abastecer o software. O mapeamento apresenta os recursos existentes por linha de produto, identificando os tempos necessários para a realização de cada tarefa e a quantidade de recursos e matériasprimas do processo. Para isto, utiliza-se o mapofluxograma do atual arranjo físico do setor. O capítulo apresenta também uma descrição do funcionamento do software ProModel para a aplicação deste estudo. Por uma questão de coerência com as tomadas de tempos já realizadas na empresa onde foi aplicado este estudo, utilizou-se a metodologia de cronometragem da mesma. Após a coleta de dados, são apresentadas propostas de melhorias afim de otimizar os recursos produtivos do setor. Assim, desenhou-se um novo mapofluxograma de um arranjo produtivo, demonstrando a aplicabilidade das mudanças propostas. Para isso, a simulação computacional foi utilizada, verificando melhor a validação da proposta. O levantamento de dados necessários para a elaboração deste trabalho foi realizado pelo autor e alguns colaboradores da empresa em estudo. 4.1 Histórico da Empresa em Estudo No dia 15 de junho de 1947, 387 pequenos agricultores uniram esforços e fundaram a Cooperativa dos Suinocultores de Encantado Ltda., a COSUEL. Em agosto de 1948, apesar de modestos recursos e uma gama de obstáculos, iniciou-se a principal atividade da empresa, o frigorífico. O objetivo inicial da COSUEL era a atividade suinícola, sua industrialização e comercialização, considerada toda a cadeia, bem como a defesa geral dos interesses econômicos dos associados em torno desta atividade. Desde o início a cooperativa mostrou preocupar-se com a defesa da suinocultura e com a qualidade dos produtos, além de buscar maneiras de aproveitar racionalmente a produção dos associados. Como seu principal objetivo era proporcionar a comercialização dos produtos dos seus pequenos agricultores associados, com o passar dos anos a Cosuel foi diversificando suas atividades. Com este princípio, e atendendo demandas de mercado, surgiu, em 1957 a fábrica de óleo de soja, a fábrica de rações em 1963 e em 1965 a indústria de laticínios. Estruturação esta tornou os produtos, sob a marca Dália conhecidos em todo Brasil (DÁLIA, 2011).

52 Diante da necessidade de aumentar sua competitividade, ao longo da década de 1990, a COSUEL concentrou suas atividades na suinocultura e na atividade leiteira. Estas atividades são complementadas por outras, como a produção de rações e concentrados, ao mesmo tempo que a cooperativa apóia o cultivo de milho e de outras lavouras que servem com alimentos para os suínos e o rebanho leiteiro. A COSUEL, em incessante busca por maior competitividade, tem organizadas estruturas de caráter social, técnico e administrativo baseadas nas mais modernas tecnologias para enfrentar um mercado cada vez mais exigente e globalizado. Um quadro de funcionários enxuto e qualificado para, além de atuar no mercado interno, também exportar seus cortes especiais de suíno, conforme Figuras 11, 12, 13, 14 e 15, para países do Mercosul, continente africano, Hong Kong, Cingapura e Rússia. A Figura 11 demonstra como a carcaça fica do final da linha de abate até o início de sua desossa. Desta forma também, durante anos a COSUEL exportou a meia carcaça para o mercado russo (atualmente o único comprador deste corte é o Egito) Figura 11 Meia Carcaça suína (DÁLIA, 2011) O item de maior volume de produção no setor de embalagem de carnes é o carré, Figura 12, com uma produção diária média de 15.000 Kg. Hoje este corte está sendo distribuído em mercados como Hong Kong, Egito e mercado interno. A sobrepaleta é um corte oriundo do final do carré acima da paleta, demonstrado na Figura 13. Mercado interno, Rússia, Cazaquistão, Egito, Cingapura e Uruguai são os destinos atuais para este corte. A paleta sem osso tem hoje 50% de sua produção utilizada para a produção de embutidos, o restante (algo em torno de 6.000 Kg por dia) é preparado para mercados como Rússia, Egito, Cazaquistão, Uruguai e mercado interno.

53 Figura 12 Carré suíno (DÁLIA, 2011) Figura 13 Sobrepaleta suína (DÁLIA, 2011) O pernil sem osso da COSUEL atinge hoje mercados como Rússia, Egito, Cazaquistão, Uruguai, Cingapura e mercado interno. Cerca de 30% da produção deste corte é destinada à industrialização para a produção de presunto cozido. A Cosuel está inserida no mercado internacional de carnes desde 1992. São produzidos cortes de suíno, de acordo com os padrões internacionais, e também outros específicos de acordo com as exigências de nossos clientes. Nos anos 2000, a Cosuel desenvolve as seguintes atividades industriais: indústria de produtos suínos frigoríficos, com capacidade instalada para abater 1.500 suínos/dia e uma atual preparação para abater 2.700 no final de 2012; fábrica de rações e concentrados; indústria de laticínios e uma nova fábrica de leite em pó com previsão para inicio de atividades no final de 2011. Desenvolve também as seguintes atividades comerciais: Divisão

54 Varejo, com supermercado, setor de suprimentos e loja agropecuária; Divisão de Vendas, com filiais e/ou representantes em São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Brasília, Santa Catarina, Paraná e Paraíba. Figura 14 Paleta sem osso (DÁLIA, 2011) Figura 15 Pernil sem osso (DÁLIA, 2011) 4.2 Mapeamento do processo produtivo Através do mapeamento do processo produtivo do setor de embalagem de carnes foi possível visualizar o processo hoje existente na fábrica, e assim identificar os roteiros de produção e recursos existentes. Os produtos em análise que foram usados para realizar o mapeamento são o carré, a sobrepaleta, o pernil sem osso e a paleta sem osso. A escolha destes produtos se deve ao fato de serem os quatro itens de maior volume de produção do

55 setor. São produzidos em uma sala com espaços enxutos, os produtos estudados podem ser visualizados na Figura 16. Figura 16 Imagens dos quatro produtos em estudo 4.2.1 Descrição do processo O frigorífico da empresa em estudo se divide em três andares: no terceiro são realizados o abate e desossa, no segundo andar a industrialização (salsicharia) e embalagem destes produtos, e no primeiro realiza-se a embalagem dos cortes realizados na desossa, embalagem dos miúdos oriundos do abate, congelamento destes produtos embalados, armazenamento e expedição. Atualmente, a Cosuel abate e desossa diariamente uma média de 1.500 suínos/dia. O suíno é abatido no período da tarde, permanece em uma câmara de maturação por no mínimo 12 horas, sendo desossado na manhã seguinte. Ao final da linha de abate, o suíno está em forma de meia carcaça, na forma apresentada na Figura 11. No primeiro expediente do dia, durante aproximadamente quatro horas e meia, com uma velocidade média de 350 suínos por hora, são realizadas as atividades de desossa. Este processo inicia com o suíno dividido ao meio conforme Figura 11. Esta carcaça primeiramente é dividida, como mostra a Figura 17. O setor de desossa possui quatro esteiras de produção, uma para desossa da paleta e barriga com costela, uma para desossa do carré e sobrepaleta, outra para desossa do pernil, e uma última para preparação de matérias-primas para a industrialização. As três primeiras têm como destino final o setor de embalagem de carnes. No final de todas as esteiras, os cortes caiem através de uma tubulação de inox, de onde os produtos descem até seu destino final conforme apresenta a Figura 18.

56 Figura 17 Divisão da meia carcaça para o início da desossa Figura 18 Setor de desossa da empresa COSUEL 4.2.2 Arranjo físico do setor em estudo Nesta etapa do estudo, o objetivo é apresentar o atual arranjo físico do setor. O processo produtivo das instalações do setor de embalagem de carnes é caracterizado pelo arranjo físico em linha, pois é em função da matéria-prima que esta sendo transformada que se distribuem os recursos produtivos. Assim, o arranjo se baseia no processo seqüencial dos cortes na forma de linha, proporcionando como principais vantagens um fluxo simples e lógico, ocupando pequenos espaços, otimizando tempos improdutivos e estoques

57 intermediários. Para a demonstração do atual arranjo físico foi utilizado um mapofluxograma como apresenta a Figura 19. SIMBOLOGIA 1- RECEBIMENTO 2- CAIXAS PALETA 1 3- CAIXAS PALETA 2 4- EMBALAGEM 5- GRAMPEADEIRA 6- BALANÇA 7- VERIFICAÇÃO E SAÍDA Figura 19 Mapofluxograma do atual arranjo físico O processo do setor em estudo, Figura 19, inicia-se com o recebimento dos cortes por intermédio de tubulações de inox que interligam o final da esteira da desossa, no terceiro

58 andar da planta industrial, com a embalagem de carnes, no primeiro piso. Os cortes são recebidos em dois tanques de inox de onde os funcionários retiram e os carregam até suas mesas de embalagem. O tanque 1, na parte esquerda superior da Figura 19, recebe os cortes oriundos das esteiras de desossa de paleta e carré com barriga. O outro recebe o pernil da esteira de desossa deste corte. Os cortes passam cada um por sua mesa de embalagem até sua balança e janela de saída da sala de embalagem de carnes, de forma que já se encontram acondicionados em caixas de papelão. A pesagem dos cortes é feita de forma computadorizada, emitindo uma etiqueta código de barras para cada caixa pesada. O primeiro tanque, o que recebe de duas esteiras, recebe cortes como: carré, sobrepaleta, paleta e costelas. As costelas possuem o processo mais simples de todos, saindo do tanque diretamente para uma bacia plástica, de onde são acumuladas para serem pesadas na balança e enviadas para fora da sala de embalagem para o acondicionamento nas caixas de papelão. Conforme a Figura 20, o carré vai direto para uma mesa, onde é embalado (com uma folha plástica ele é enrolado) por uma pessoa, posteriormente a peça passa para as mãos de um operador de uma grampeadeira, e este fecha um grampo em cada uma das duas pontas da peça (outras duas pessoas realizam a mesma atividade no outro lado da mesa). Por fim o carré chega aos seus dois operadores de balança, estes acumulam 4 peças na balança (com pesos na faixa de 21 à 24 Kg) e acondicionam as peças em uma caixa de papelão na janela de saída da sala. Figura 20 Processo de embalagem do carré Para o levantamento dos tempos das operações e recursos existentes no roteiro de produção da embalagem de carré, cujo processo foi demonstrado na Figura 20, fez-se uma

59 análise através de um fluxograma com a descrição das operações executadas divididas em elementos, conforme Figura 21, é recebida uma peça de carré a cada 5 segundos. DESCRIÇÃO DAS OPERAÇÕES Uma pessoa realiza esta atividade levando em média 4 segundos por peça de carré para retirálo do tanque 1 e deixá-la na mesa de embalagem 1. Tempo = 4 segundos Duas pessoas realizam esta atividade (cada um faz sua peça sozinho), levando em média cada operário 10 segundos por peça de carré, para enrolá-lo em uma folha plástica. Tempo = 10 segundos / 2 = 5 Duas pessoas realizam esta atividade (cada um faz sua peça sozinho), grampeando as duas pontas do corte enrolado pela folha plástica, levando em média cada operário 11 segundos por peça de carré. Tempo = 11 segundos / 2 = 5,5 Duas pessoas realizam a pesagem do carré, levando em média cada operário 41 segundos por caixa com 4 peças de carré. Tempo = 41 segundos / 2 = 20,5 20,5 / 4 (peças) = 5,1 Figura 21 Fluxograma do processo de embalagem de carré Com a velocidade média da desossa de 350 suínos por hora (cada suíno possui 2 carrés) são recebidas 700 peças de carré neste período, assim se fez um cálculo para conhecer a cada quanto tempo é recebida cada peça: dividindo as 700 peças por 60 minutos (1 hora) temos 11,66 peças por minuto. Dividindo os 60 segundos (1 minuto) pelas 11,66 peças resulta em 5,14 peças de carré por segundo. O valor, 5,14 peças por segundo, servirá para alimentar o software. Na sobrepaleta, o processo é semelhante ao do carré, a peça vai direto do tanque para sua mesa, é enrolada em uma folha plástica por duas pessoas e grampeada nas duas pontas por outras duas pessoas. Porém para pesar, uma única pessoa absorve o trabalho das duas duplas,

60 pois em cada caixa, o operador de balança da sobrepaleta acumula 13 peças (alcançando pesos médios de 22 à 23 Kg) e acondicionando as peças em uma caixa de papelão na janela de saída deste produto do setor. É recebida uma peça de sobrepaleta a cada 5 segundos. Este processo é apresentado na Figura 22. Figura 22 Processo de embalagem de sobrepaleta Fez-se uma análise através de um fluxograma com a descrição das operações executadas, para o levantamento dos tempos das operações e recursos existentes no roteiro de produção da embalagem da sobrepaleta, conforme Figura 23. Com a velocidade média da desossa de 350 suínos por hora (cada suíno possui 2 sobrepaletas), seguindo os valores do carré, são recebidas 700 peças de sobrepaleta neste período, assim o cálculo para conhecer a cada quanto tempo é recebida cada peça é o mesmo apresentado para o carré, que resulta em 5,14 peças por segundo, valor que irá abastecer o software. A paleta, conforme Figura 24, é o corte que apresenta o maior tempo de transporte para o início de sua embalagem. Este item é retirado do tanque (é recebida uma peça de paleta no tanque 1 a cada 10 segundos), colocado em bacias plásticas e transportado até o outro lado do salão do setor. Após este transporte, as peças são embaladas em sacos plásticos por duas pessoas, depois grampeadas por uma e encaminhadas a 1 operador de balança, que acumula 5 peças (alcançando um peso entre 22 e 23 Kg). A Figura 24 auxilia no entendimento deste processo.

61 DESCRIÇÃO DAS OPERAÇÕES Uma pessoa realiza esta atividade levando em média 4 segundos por peça de sobrepaleta para retirá-la do tanque 1 e deixá-la na mesa de embalagem 2. Tempo = 4 segundos Dois operadores realizam esta atividade (cada um faz sua peça sozinho), levando em média cada operador 7 segundos por peça de sobrepaleta, para enrolá-la em uma folha plástica. Tempo = 7 segundos / 2 = 3,5 Com a sobrepaleta embalada, duas pessoas grampeiam as duas pontas de cada peça, levando em média cada operário 6 segundos por peça de sobrepaleta. Tempo = 6 segundos / 2 = 3 Uma pessoa realiza a pesagem da sobrepaleta, levando em média 40 segundos por caixa com 13 peças de sobrepaleta. Tempo = 60 / 13 = 4,61 Figura 23 Fluxograma do processo de embalagem de sobrepaleta Um fluxograma do processo de embalagem de paleta e uma descrição das operações executadas foi feito para o conhecimento dos tempos das operações e recursos existentes, sendo apresentados na Figura 25. Por último temos o pernil, este possui um tanque menor e único, o tanque 2 mostrado na Figura 26, para o recebimento de uma peça a cada 10 segundos. Sua forma de embalagem é muito semelhante à paleta. O pernil é retirado do tanque por uma pessoa e colocaado dentro de um saco plástico que outra pessoa já está segurando. Após, grampeado e pesado com 4

62 peças por caixa (alcançando um peso na faixa entre 22 e 25 Kg), conforme demonstrado na Figura 26. Figura 24 Processo de embalagem de paleta Com a velocidade média da desossa de 350 suínos por hora (cada suíno possui 2 paletas) são recebidas 350 peças de paleta neste período (as outras 350 são destinas as setor de industrialização, que, como já citado, absorve 50% da desossa deste corte para a produção de embutidos), assim se fez um cálculo para conhecer a cada quanto tempo é recebida cada peça: dividindo as 350 peças por 60 minutos (1 hora) temos 5,83 peças por minuto. Dividindo os 60 segundos (1 minuto) pelas 5,83 peças resulta em 10,29 peças de carré por segundo. O valor 10,29 servirá para abastecer o software.

63 DESCRIÇÃO DAS OPERAÇÕES Uma pessoa realiza esta atividade levando em média 4 segundos por peça de paleta recebida no tanque 1 para colocá-la em caixas plásticas. Tempo = 4 segundos Com as peças de paleta sendo colocadas nas caixas plásticas, um operador aguarda o enchimento destas (com 35 peças) para fazer o transporte da caixa até a mesa de embalagem. Tempo = 30 segundos Três pessoas realizam a embalagem de paleta, uma pega a peça na caixa e coloca dentro do saco plástico que outra esta segurando (6 segundos). Está última encaminha a paleta ensacada para uma terceira pessoa que coloca uma etiqueta internamente ao saco (2 segundos). Tempo = 6 + 2 = 8 segundos Com a paleta ensacada e com a etiqueta interna colocada, um operador, por 6 segundos, com auxílio de uma grampeadeira fecha o saco com um grampo. Tempo = 6 segundos Uma pessoa realiza a pesagem do paleta, levando em média 25 segundos por caixa com 6 peças de paleta. Tempo = 45 s / 6 = 7,5 Figura 25 Fluxograma do processo de embalagem de paleta Para o conhecimento dos recursos existentes e tempos das operações de embalagem de pernil, foi feito um fluxograma com as descrições das operações executadas divididas em elementos, conforme Figura 27.

64 Figura 26 Processo de embalagem de pernil DESCRIÇÃO DAS OPERAÇÕES A embalagem do pernil é feita com um saco plástico e um etiqueta interna ao saco, e assim o operador que pega a peça de pernil do tanque 2 já coloca no saco que um outro operador têm aberto com uma etiqueta já colocada dentro pelo mesmo. Desta forma cada peça leva 8 segundos para ser embalada. Tempo = 8 segundos Com o pernil ensacado e com a etiqueta interna colocada, um operador, por 6 segundos e com auxílio de uma grampeadeira fecha o saco com um grampo. Tempo = 6 segundos Uma pessoa realiza a pesagem do pernil, levando em média 25 segundos por caixa com 4 peças de pernil. Tempo = 35 segundos Figura 27 Fluxograma do processo de embalagem de pernil