Planeamento. e Controlo da Produção. Ficha Técnica PRONACI

Planeamento e Controlo da Produção Ficha Técnica PRONACI

Ficha Técnica PRONACI Planeamento e Controlo da Produção João Augusto de Sousa Bastos e Júlio Manuel Faceira Guedes PRONACI - Programa Nacional de Formação de Chefias Intermédias AEP - Associação Empresarial de Portugal Janeiro de 2

ÍNDICE 1 Página 2 Conceitos Básicos do Planeamento Página 4 Planeamento da Capacidade Página 6 Fases do Planeamento da Produção Página 9 Classificação das Ordens de Fabrico Página 1 Acções a Desencadear Quando Ocorrem Desequilíbrios de Carga Página 12 Controlo da Produção Página 13 Escalonamento da Produção de uma Linha de Fabrico Página 15 Balanceamento de uma Linha de Produção Página 17 Heurística de Balanceamento de uma Linha de Produção Página 19 Utilização do Gráfico de Gantt como Ferramenta de Planeamento para Pequenos Projectos Página 21 Estudo dos Métodos e Tempos: Instrumento Fundamental para o Planeamento da Produção

2 CONCEITOS BÁSICOS DO PLANEAMENTO Plano Director de Produção (PDP) é a ponte entre o Plano Industrial e Comercial com o cálculo das Necessidades. É, pois, o contrato que define de forma precisa a calendarizarão das quantidades a produzir para cada produto acabado. Este pode ser global se possui um horizonte de planeamento alargado e se se baseia nas quantidades a produzir por família de produto. No caso de se tratar de um PDP detalhado, já o horizonte de planeamento é mais curto e a definição das quantidades a produzir dizem respeito a cada referência dentro das famílias de produtos. Planeamento das Necessidades consiste na programação da produção por forma a que esta tenha lugar à medida das necessidades. Ou seja, transforma o Plano Director de Produção em necessidades em termos de recursos, matérias-primas e componentes. Para o planeamento ser concretizado é necessário, além do PDP, a estrutura dos produtos (BOM) e o inventário dos materiais em stock. Escalonamento trata-se de uma planeamento fino em que as ordens de fabrico são sequenciadas na planta fabril através de prioridades estáticas e dinâmicas. Controlo da Produção pretende avaliar o cumprimento dos planos de produção, nomeadamente o controlo dos fluxos produtivos nas várias secções da planta fabril. Associado aos sistemas de controlo da produção estão os mecanismos de aviso antecipado de desvios em relação ao plano. Os mecanismos de aviso antecipado estão associados ao planeamento reactivo que ocorre quando é necessário reparar determinado plano de fabrico. Árvore do Produto ou Nomenclatura do Produto define a composição do artigo a fabricar. É normalmente representada por uma estrutura arborescente. Exemplo: Mesa Perna 4 Tampo 1 Gaveta 2 Ponteira 1 Varão 1 Fundo 1 Lateral 4

3 Recurso consiste no conjunto de meios necessários à realização da transformação, movimentação, teste e avaliação de um produto. Capacidade é a medida de aptidão que determinado recurso dispõe para tratar um fluxo produtivo. Kg Carga mede a quantidade de fluxo produtivo requerido para satisfazer a procura. É uma medida de débito requisitado ou encomendado.

4 PLANEAMENTO DA CAPACIDADE Os valores atribuídos à capacidade e à carga têm de utilizar a mesma unidade. Se o produto final de determinado processo é homogéneo (produtos semelhantes) então é escolhida como unidade de medida uma unidade física simples como automóveis/dia ou toneladas de açúcar/mês. Se a procura é heterogénea, neste caso, é necessário utilizar uma unidade de medida abstracta como horas/máquina ou horas/homem. Capacidade Paralela quando os recursos trabalham em paralelo, a capacidade total teórica dos recursos é obtida adicionando as capacidades de cada um dos recursos. Se determinada secção possui três prensas idênticas, cada uma com 4 horas/semana, então a capacidade teórica da secção de prensas é de 12 horas/semana. Capacidade em Série quando os recursos trabalham em linha, a capacidade total teórica dos recursos limita-se à capacidade do elemento com menor capacidade. Esse elemento é descrito como o elemento gargalo, dado que é ele que estrangula o ritmo da produção. Capacidade Teórica vs Efectiva a capacidade efectiva, ou real, de um determinado recurso é, em geral, inferior à capacidade teórica, devido a fenómenos como mão-de-obra ausente, falta de matéria- -prima, paragens devido à manutenção dos equipamentos ou planeamento incorrecto e problemas de qualidades como não conformidades e retrabalho.

5 2.1 Determinação previsional do equilíbrio carga capacidade por sector. Previsões de vendas ou encomendas firmes Não Análise do Plano Director de Produção por sector Não Acção possível sobre capacidades ou prioridades Sim Simulação da exequibilidade Sim Novo Plano Director de Produção Cálculo de necessidades

6 FASES DO PLANEAMENTO DA PRODUÇÃO O planeamento da produção é efectuado em duas fases: 1ª Fase: Cálculo de necessidades, que consiste na determinação das quantidades de componentes e materiais necessários à realização do produto acabado a partir da árvore do produto. 2ª Fase: Calendarização das necessidades, cujo objectivo é o cálculo e a fixação de datas de disponibilidade dos componentes e materiais. Esta fase implica o conhecimento dos tempos de processamento, transporte e espera. Exemplo do Cálculo de Necessidades Líquidas Necessidades Brutas do Produto A para as seguintes semanas: Semana Necessidades Brutas 25 26 27 28 29 3 5 7 4 1 Árvore do Produto A: A B 2 c 1 Tempos e Inventários Iniciais: Elemento A B C Tempo de processo 1 2 1 Inventário 8 1 8

7 1º Passo - Cálculo das necessidades líquidas de A Semana 24 25 26 27 28 29 3 Necessidades Brutas A 5 7 4 1 Existências A 8 3 Necessidades Líquidas A 4 4 1 Ordens Fabrico A 4 4 1 A formula de cálculo é: NL p = NB p - Existências p As ordens de fabrico são antecipadas uma semana em relação às necessidades líquidas devido ao prazo de fabrico.

8 2º Passo Cálculo das necessidades líquidas de B Para o cálculo das necessidades brutas de B é necessário multiplicar para cada semana as ordens de fabrico de A por 2 (factor de incorporação na árvore do produto). Semana 24 25 26 27 28 29 3 Necessidades Brutas B 8 8 2 Existências B 1 1 2 Necessidades Líquidas B 6 2 Ordens Fabrico B 6 2 Neste caso as ordens de fabrico são antecipadas duas semanas dado o prazo de fabrico demorar duas semanas. 3º Passo Cálculo das necessidades líquidas de C Para o cálculo das necessidades brutas de C é necessário multiplicar para cada semana as ordens de fabrico de A por 1 (factor de incorporação na árvore do produto). Semana 24 25 26 27 28 29 3 Necessidades Brutas B 4 4 1 Existências B 8 8 4 Necessidades Líquidas B 1 Ordens Fabrico B 1 Neste caso as ordens de fabrico são antecipadas uma semana dado o prazo de fabrico se estender por uma semana.

CLASSIFICAÇÃO DAS ORDENS DE FABRICO 9 No cálculo das necessidades são utilizados quatro tipos de ordens: Ordens Propostas são as ordens calculadas pelo sistema de planeamento da produção. Se as necessidades se alterarem, elas serão posteriormente replaneadas pelo sistema, sendo sistematicamente decompostas em elementos de acordo com as respectivas árvores do produto. Ordens Lançadas em curso de fabricação (ou em aprovisionamento). As quantidades e as datas foram fixadas pelo gestor no momento do lançamento, não podendo ser alteradas senão pelo responsável pelo planeamento e não voltando a ser decompostas nos seus elementos depois da sua decomposição já feita por ocasião do respectivo lançamento. Ordens Firmes são colocadas pelo responsável pelo planeamento com o objectivo de fixar quantidades e/ou datas. Baseia-se num lançamento previsional que não deve ser utilizado senão em situações excepcionais, como por exemplo, quando se pretende planear uma quantidade diferente do lote normal, porque ocorre uma situação de ruptura de stocks, ou quando se pretende planear peças num prazo diferente do habitual por razões de sobrecarga num determinado período. Se ocorrer uma alteração das necessidades, estas ordens não serão replaneadas. Ordens Bloqueadas ordens que se encontram pendentes na sequência de uma avaria ou paragem de outra natureza.

1 ACÇÕES A DESENCADEAR QUANDO OCORREM DESEQUILÍBRIOS DE CARGA Para que qualquer plano seja realista e possa ser executado é necessário que, desde o início, seja observado o equilíbrio carga/capacidade. O cálculo global da carga será efectuado com base nos recursos críticos da empresa (gargalos). Em caso de sobrecarga Poderão ser desencadeadas as seguintes acções: Realização de horas extraordinárias; Cedência de pessoal de outras secções;

11 Transferência de actividades para outras secções; Contratação de pessoal; Subcontratação; Trabalho durante os fins-de-semana; Aquisição de mais equipamentos. Em caso de subcarga As acções que poderão desencadear são as seguintes: Redução das horas extras; Cedência de pessoal a outras secções; Anulação de eventuais contratos de trabalho temporário; Redução da subcontratação; Supressão de máquinas (transferência, revenda, ou simples paragem). Kg

12 CONTROLO DA PRODUÇÃO Um dos objectivos do controlo da produção é determinar o nível de progressão das Ordens de Fabrico lançadas por forma a recolher dados relativamente a: Ordens de Fabrico ainda não iniciadas; Ordens de Fabrico parcialmente terminadas; Ordens de Fabrico terminadas; Quantidade de produtos fabricada; Quantidade de produtos rejeitados; Quantidade de produtos em produção; Tempos realizados;... O controlo pode ser fino se acompanhar cada operação realizada, ou pode ser agregado se controlar apenas determinados pontos de passagem. Um dos outros objectivos do Controlo da Produção é a contínua avaliação do desvio entre o previsto no planeamento e o realizado. Se o desvio for acentuado é necessário a emissão de um aviso sobre a forma de um relatório de excepção que permitirá ao responsável pelo planeamento actuar reactivamente de acordo com o cenário. Se for constatado o atraso de uma ordem de fabrico, as opções a seguir poderão ser: Alterar a data de término da ordem; Replanear reactivamente as ordens em atraso; Alterar as quantidades encomendadas; Dar prioridade às ordens mais importantes; Anular a encomenda e avaliar o fornecimento por terceiros.

ESCALONAMENTO DA PRODUÇÃO DE UMA LINHA DE FABRICO 13 O escalonamento das ordens de fabrico numa planta fabril é uma tarefa complexa com elevada complexidade, no entanto, para casos simples, tais como o sequenciamento de uma máquina ou de uma linha de fabrico, é possível a obtenção de boas soluções através de heurísticas ou regras práticas de aplicação específica. Os factores a considerar no processo de decisão do sequenciamento são os seguintes: Penalizações por entregas após o prazo de entrega; Penalizações por produzir antes do prazo de entrega; Minimização dos custos de preparação. A decisão da escolha da heurística a aplicar depende da natureza do sistema produtivo, da importância de cada um dos factores acima referidos, dos recursos envolvidos,... Por isso é necessário uma validação de cada heurística. Entre as heurísticas de optimização que pode utilizar destacam-se as seguintes: EDD Utiliza as datas de entrega para o seu escalonamento. Começa-se por colocar o trabalho com a data de início mais próximo na primeira posição. O trabalho seguinte é o que tem a data de início mais próximo menor entre o lote de trabalhos ainda não escalonado. Continua-se este processo até todos os trabalhos estarem escalonados. Os trabalhos são processados na ordem ascendente das datas de entrega. Esta heurística visa minimizar o número de trabalhos concluídos fora do prazo de entrega. SPT Ordena-se os trabalhos na ordem ascendente dos seus tempos de processamento e escalona-se nessa mesma ordem. Esta heurística visa reduzir a complexidade do processo de tomada de decisão, pois tende a dar prioridade aos trabalhos mais pequenos. Exemplo: Ordens Tempo Processo Data Entrega Penalização 1 3 1 1 2 5 6 2 3 8 12 2 4 2 4 1

14 Escalonamento pelo método EDD: Ordens Tempo Processo Data Entrega Penalização 4 2 2 2 7 1*2 1 7 1 3 1 18 4*2 Total: 1 Escalonamento pelo método SPT: Ordens Tempo Processo Data Entrega Penalização 4 2 1 2 5 2 5 1 4*2 3 1 18 4*2 Total: 16 Neste exemplo a heurística EDD apresenta menor custo.

BALANCEAMENTO DE UMA LINHA DE PRODUÇÃO 15 O balanceamento de linhas corresponde à distribuição de actividades sequenciais por postos de trabalho, de modo a permitir uma eficiente utilização dos recursos envolvidos e minimizar os tempos improdutivos. O processo de Balanceamento de uma Linha de Produção constituída por muitas operações, para processamento de um produto, procura identificar a melhor solução para uma das seguintes alternativas: Dado um tempo de ciclo, encontrar o menor número de postos de trabalho necessários; Dado um certo número de postos de trabalho, minimizar o tempo de ciclo. O Tempo de Ciclo é o tempo máximo permitido em cada estação. O tempo de ciclo corresponde também ao tempo entre a produção de unidades sucessivas à saída da linha. O modo de calcular o número mínimo de postos de trabalho pode ser o seguinte: N - Número de postos de trabalho ao longo da linha; Normalmente uma estação é ocupada por um único operador, que pode realizar uma ou mais operações. Contudo, uma estação pode ter mais do que um operador, ou um operador pode intervir em mais do que uma estação. C - Tempo de Ciclo; T i - Tempo de operação para a i-ésima operação; A cada operação é afectada uma e só uma estação. T i - Tempo total necessário para a produção de uma unidade. Soma das durações de todas as operações. N min = T i C Corresponde ao número mínimo de postos de trabalho necessários à linha (o resultado deve ser arredondado para a unidade imediatamente superior).

16 Para realizar o balanceamento de uma linha de produção utiliza-se o procedimento a seguir referido: 1. Determinar o número de postos de trabalho e o tempo disponível em cada uma delas; 2. Agrupar as tarefas individuais, formando grupos para cada posto de trabalho; 3. Validar a eficiência do agrupamento escolhido. Sempre que o tempo, num dado posto de trabalho, excede o tempo que pode ser gasto por um operador, torna-se necessário acrescentar mais operadores à estação. A eficiência do balanceamento depende da capacidade em agrupar as actividades, de tal maneira que os tempos de produção em cada estação correspondem ao tempo de ciclo (ou a um múltiplo do tempo de ciclo se for necessário mais do que um operador) ou que estejam pouco abaixo. Um balanceamento eficiente minimiza o tempo improdutivo. Exemplo: Diagrama de sete operações de montagem com tempo por operações representado em minutos. A linha opera sete horas por dia. 4.14 1.62 2.39 3.27 6.35 7.28 5.56 Pretende-se que a taxa de saída da linha seja de 6 unidades por dia. Tempo de Ciclo C = 7h/6un. = 42/6 =.7 min/unidade Mínimo Teórico de operadores N min = 2.61/.7 = 3.73 postos de trabalho, logo N min = 4

HEURÍSTICA DE BALANCEAMENTO DE UMA LINHA DE PRODUÇÃO 17 Uma das heurísticas a utilizar para o agrupamento de actividades em postos de trabalho é a seguinte: 1. Seleccionar os diferentes elementos a distribuir pelos postos de trabalho, de acordo com a sua posição no diagrama de precedências; 2. Construir os diagramas de precedências, de modo que as operações com idêntica precedência sejam colocadas verticalmente em colunas. Os elementos que puderem ser colocados em mais do que uma coluna, devem ser representados a tracejado; 3. Listar os elementos seguindo uma ordem crescente de colunas. Listar também os tempos de operação e o somatório dos tempos de operação para cada coluna; 4. Atribuir elementos aos postos de trabalho, começando pela coluna 1; 5. Repetir o processo, seguindo a numeração das colunas, até atingir o tempo de ciclo. A eficiência do balanceamento efectuado é realizada com base nos seguintes indicadores: Eficiência, que é obtida da seguinte forma: E = T i C em que, N*C - tempo gasto com cada unidade, incluindo tempos de paragem. Folga, que é calculada da seguinte forma: F = NC - T i

18 Exemplo: Utilizando o diagrama do exemplo anterior construiu-se o diagrama de precedências. I II III IV V VI 4.14 1.62 2.39 3.27 6.35 7.28 5.56 De seguida, listam-se os elementos segundo a ordem crescente de colunas. Operação Coluna Tempo Soma Operação tempos/ coluna 1 I.62.62 2 II.39.39 3 III.27.27 4 IV.14.7 5 IV.56 6 V.35.35 7 VI.28.28 Sabendo que o tempo de ciclo é igual a.7 minutos atribuiu-se os elementos aos postos de trabalho começando pela coluna 1, seguindo a numeração das colunas, até atingir o tempo de ciclo. Estação Operação 1 I.62.62 2 2.39.66 3.27 3 4.14.7 5.56 4 6.35.63 7.28 Eficiência: E = 2.61/ 4*.7 = 93% Tempo Operação Soma tempos/ estação

UTILIZAÇÃO DO GRÁFICO DE GANTT COMO FERRAMENTA DE PLANEAMENTO PARA PEQUENOS PROJECTOS 19 O Gráfico de Gantt é utilizado para determinar a melhor maneira de posicionar as diferentes tarefas de um projecto a executar num período determinado, em função: da duração de cada uma das tarefas; da relação de precedências entre as diferentes tarefas; dos prazos a respeitar; das capacidades disponíveis. Exemplo: Tarefas a realizar: Tarefa A B C D E Duração 3 dias 6 dias 4 dias 7 dias 5 dias Ligações entre operações: Operações Operações Precedentes B, D A C E B D O diagrama de Gantt representa-se sob a forma de um gráfico de barras onde cada coluna corresponde a uma unidade de tempo e cada linha a uma operação/tarefa a realizar. Define-se uma barra horizontal para cada uma das tarefas e o comprimento de cada barra corresponde à sua duração. A posição da barra no gráfico é função das ligações entre as diferentes tarefas. O critério de representação é o seguinte: 1º - Começa-se pelas tarefas que não têm tarefas precedentes; 2º - Representam-se, de seguida, as tarefas que têm por tarefas precedentes as tarefas já representadas; 3º - Repetir este último passo até terminar a lista de tarefas.

2 Tarefas Tempo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 A B C D E Tarefas Folga Existem diferentes possibilidades para se definirem as ligações entre as diferentes tarefas de um trabalho: Prioridade ao fabrico do produto com a data de entrega mais cedo respeitando o mais possível os prazos. Primeira encomenda confirmada, primeira encomenda executada, para não se lançar em produção produtos que poderão não se vender. Conduz à criação de stocks. Prioridade à operação cuja duração é mais curta. Prioridade à tarefa que tem a folga mais pequena. Sendo a folga o tempo que resta até ao prazo de entrega. Prioridade à tarefa com o rácio crítico mais fraco. Sendo o rácio crítico o tempo que resta até ao prazo de entrega a dividir pelo somatório dos tempos das operações que falta realizar.

ESTUDO DOS MÉTODOS E TEMPOS: INSTRUMENTO FUNDAMENTAL PARA O PLANEAMENTO DA PRODUÇÃO 21 Para o eficiente planeamento de qualquer actividade é necessário uma informação rigorosa dos métodos a utilizar e dos tempos de execução das operações a realizar. Torna-se fundamental: 1. Definir o trabalho a ser estudado; 2. Registar o método e os respectivos elementos da actividade; 3. Examinar e garantir que o método mais eficiente é o utilizado; 4. Confirmar se a quantificação do trabalho foi efectuada com base na técnica de medição mais apropriada; 5. Analisar o tempo padrão para cada uma das operações. A determinação do tempo padrão de uma operação é realizada da seguinte forma: 1. Cálculo do Tempo Base, que é igual ao Tempo Observado multiplicado pelo Ritmo Observado e dividido pelo Ritmo Padrão. 2. Ao Tempo Base são adicionados suplementos de descanso, que incluem as necessidades pessoais de descanso, ligados aos parâmetros de fadiga, tensão, esforço e ambiente de trabalho. Por último é adicionado ao somatório dos tempos anteriores os parâmetros ligados aos suplementos contigenciais do trabalho. O resultado final deste somatório de tempos corresponde ao Tempo Padrão de uma operação. Por último, o Tempo Padrão é utilizado no processo de planeamento para a determinação da duração das tarefas e respectivos prazos de entrega.

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