Roberto Della Penna Skynet Com Rep Inf Ltda. Atualmente a tecnologia 3D já esta presente na grande maioria das engenharias do país. O que antes era uma tendência, agora é realidade. O próximo desafio é levar os produtos e valores gerados por esta tecnologia para fora dos departamentos que a manipulam. Uma das grandes vantagens na utilização dos protótipos digitais é a possibilidade de integração dos mesmos com os sistemas de gestão da empresa, como os ERP s. Mas, qual é o nível de maturidade que devemos ter com a utilização destas tecnologias para iniciar este processo? Quais os pré-requisitos e riscos? Como desenvolver um projeto que atinja os objetivos desejados? Nesta sessão vamos apresentar este tema de maneira conceitual, mas com uma abordagem bastante prática e objetiva de como devemos proceder para solucionar esta importante lacuna nos processos dos empreendimentos de manufatura. Objetivo de aprendizado: Ao final desta palestra você terá condições de: Conseguir avaliar o nível de maturidade dos seus processos; Avaliar o tipo e a abrangência da tecnologia utilizada em sua indústria; Entender os pré-requisitos necessários para a implantação das tecnologias e processos; Estipular os objetivos e pontos chave necessários para uma implantação vantajosa; Enxergar os principais fatores críticos e riscos envolvidos no projeto; Conhecer as melhores práticas para integração entre um sistema CAD e um software de ERP. Sobre o Palestrante: Mais de 20 anos no mercado de tecnologia da informação, com trabalhos na área de desenvolvimento de software; integração e implantação de sistemas (CAD/CAE/CAM/PDM/EDMS/ERP); consultoria na área de processos de engenharia e projetos, sistemas de qualidade, gestão integrada e ISO 9001. Gerente Técnico da Skynet Com. Rep. Inf., empresa especializada em implantação de tecnologia e integração de sistemas em departamentos de projeto e engenharias. Técnico em Elétrica, cursou a Faculdade de Engenharia Industrial (FEI) e nos últimos 15 anos tem atuado no mercado de implantação de sistemas de manufatura integrada e projeto assistido por computador. Já desenvolveu inúmeros projetos na área para empresas líderes em seus segmentos no Brasil. Área de atuação: Mercado metal mecânico, produtos ao consumidor, máquinas e ferramentas, equipamentos industriais, bens de capital e empresas de engenharia. roberto.penna@e-skynet.com.br
Introdução Desafios da indústria Tendo como base uma visão de médio e longo prazo, inovação, competitividade e qualidade se transformaram em requisitos essenciais na economia moderna. Impulsionados pelos clientes e por uma concorrência cada vez mais agressiva, os empreendimentos de manufatura são pressionados a desenvolver produtos cada dia mais complexos, que devem ser postos no mercado no menor prazo possível e com qualidade adequada. Outro desafio encontrado é a necessidade da inovação sem perda de eficiência operacional. Estas necessidades fizeram com que a indústria procurasse meios de se manter competitiva nas mais diversas áreas de atuação. Para conseguir atingir os objetivos desejados, uma complexa união entre capital humano, processo e tecnologia deve ser conjugada. O capital humano é fundamental para a observação, definição, desenvolvimento, implementação e acompanhamento dos processos e tecnologias. Metas e processos bem definidos são imprescindíveis para compreensão e segmentação dos conjuntos de atividades que compõem o desenvolvimento dos produtos e sistemas de apoio a produção. Por sua vez, a tecnologia é o meio pelo qual o capital humano e os processos são integrados e geridos, atuando no acompanhamento e execução das etapas de manufatura e definindo metas quantitativas e qualitativas a serem atingidas. Portanto, somente conseguiremos atingir os elevados níveis de competição do mercado mundial se aumentarmos nossa produtividade. Uma das maneiras de conseguir atingir este objetivo é utilizando a tríade capital humano, processo e tecnologia. 2
Capital Humano O objetivo da nossa apresentação não é o capital humano, mas sem ele é impossível atingir a maturidade nos processos ou implantar tecnologia de maneira adequada. Como orientação, é fundamental verificar se existe disponibilidade de profissionais capacitados e com experiência, tanto na área de atuação do empreendimento de manufatura, quanto na utilização de tecnologias e ferramentas de gestão e qualidade. Caso estes recursos não existam, a contratação de mão de obra mais qualificada ou o treinamento do pessoal existente é necessário. Metas e Processos Toda organização vencedora possui metas e processos claros e bem definidos. Como toda estratégia, ela deve ser uma base para as ações da direção da empresa, mas somente terá o efeito desejado se for permeada por toda estrutura operacional. As iniciativas estratégicas de manufatura devem estar alinhadas com as metas de médio e longo prazo da organização para serem objetivas e efetivas. O mapeamento dos processos envolvidos no ciclo de manufatura de um produto é a base do entendimento de como o mesmo é concebido. A análise do fluxo, sequência de atividades, ciclos de duração, pessoal envolvido, dados e informações referentes ao produto, relações e interdependências entre as etapas e departamentos que interagem, forma o processo como um todo. Um processo enxuto, bem definido, objetivo e que atinja as expectativas do seu cliente é o que todo empreendimento de manufatura busca alcançar. Tecnologia As últimas décadas assistiram a um espetacular desenvolvimento de novas tecnologias que transformaram o ambiente das organizações de todos os portes. Com o vigoroso processo de transformação de base tecnológica, as empresas estão sendo obrigadas a rever seus modelos e sistemas de gestão adotados, bem como revisar suas estruturas e analisar as necessidades de implantação de inovações tecnológicas. Para a efetivação das mudanças necessárias, as organizações foram levadas a adotar novas tecnologias que trouxeram impactos na sua competitividade e nas relações de trabalho de toda ordem. Para os empreendimentos de manufatura, a utilização de sistemas de gestão integrados, os chamados ERP (Enterprise Resource Planning) trouxeram uma integração, centralização e visibilidade nunca antes possível. A utilização de tecnologia CAD/CAE/CAM para o projeto e manufatura dos produtos também impactou em muito no dia-a-dia das engenharias e departamentos de projetos. Sistemas de MRP (Manufacturing Resource Planning) revolucionaram a gestão de matéria prima, fabricação e a vida no chão de fábrica. O conceito de PLM (Product Lifecycle Management) também foi inserido dentro do contexto de utilização de novas tecnologias, visando a melhoria na qualidade e no controle dos processo envolvidos no ciclo de desenvolvimento dos produtos. 3
Maturidade dos Processos Mapeamento Para uma adequada integração entre sistemas, o primeiro passo é o entendimento se os softwares que vão ser integrados estão implantados de maneira satisfatória. Para tanto, o mapeamento do nível de satisfação dos usuários que utilizam os mesmos é prioritário. Na sequencia, verificamos se existe algum processo documentado entre o cliente e o fornecedor (interno) da informação/item da cadeia produtiva (do empreendimento de manufatura). Se a empresa tiver certificação ISO 9000/9001, é muito provável que os principais processos já estejam mapeados. Neste momento analisamos os dados que vão ser trocados, sob a ótica do processo, tomando como base a existência de um fornecedor e um cliente interno. Se não existir nenhum processo documentado, o mapeamento do mesmo é necessário. Utilizar uma metodologia para o mapeamento é muito recomendada, portanto podemos aplicar uma baseada na cadeia de valores, na vantagem competitiva, relevância, caminho critico, entre outras. A utilização de ferramentas como diagramas de bloco, fluxogramas, processogramas, logigramas, entre outros é de grande valia para a documentação necessária. Após este levantamento, teremos informações como etapas, ações, responsáveis, dados de entrada, dados de saída, propriedades, documentos, registros, etc. Com estes dados em mãos, passamos a validar o processo e verificar se o mesmo esta mapeado de maneira adequada. Com base nestas informações podemos definir se os sistemas utilizados possuem todos os prérequisitos para sustentar o processo em questão. Caso não exista aderência, é necessária a customização ou implementação de novos recursos, talvez até a substituição de um ou mais sistemas envolvidos no processo de integração. Nível de Maturidade Existem várias metodologias e patamares de níveis de maturidade, para este caso em particular, vamos utilizar conceitos mais simples, que podem ser considerados intermediários. Primeiro: O processo de desenvolvimento de produto deve ser planejado, executado, medido e controlado e as práticas existentes são mantidas, devendo ser repetidas a para novos projetos. Segundo: A organização deve possuir um processo de desenvolvimento de produtos bem caracterizado e compreendido, sendo descrito na forma de padrões, procedimentos, ferramentas e métodos, com objetivos baseados nestes e utilizado em todos os projetos de desenvolvimento de produtos. 4
Tipo & Abrangência Tecnológica Utilizada Conceitos Protótipo Digital Durante muitos anos a utilização de sistemas CAD 2D foi de grande ajuda aos departamentos de projeto e engenharias. A migração das pranchetas para este tipo de tecnologia aumentou muito a produtividade na criação de desenhos, mas pouco ajudou no desenvolvimento dos projetos. O desenvolvimento e a popularização dos softwares CAD 3D trouxe uma nova era para o projeto em ambiente digital. Com este tipo de ferramenta, finalmente foi possível conceber o conceito e desenvolver o produto em um ambiente único, fazendo com que o computador fizesse a parte mais desgastante: a documentação do projeto. Agora, vivenciamos uma nova e inovadora geração de softwares, capazes de ir mais além. Não somente podemos desenvolver em 3D, mas também conseguimos conceber, projetar, validar e distribuir nossos dados em ambiente digital. Mas quantos empreendimentos de manufatura já operam com este tipo de recurso tecnológico? O mais comum ainda são empresas que modelam em 3D, não utilizando as ferramentas computacionais de maneira mais abrangente! Um bom exemplo são indústrias que criam o design dos seus produtos manualmente ou em sistemas bidimensionais, com tecnologia raster (método de criação digital baseada na edição de pixels) ou vector (método de criação digital baseada na edição de vetores). A passagem destas informações para o time de projetos não é acumulativa, ou seja, a base de dados e o formato utilizado não servem como ponto de partida para o projeto do produto. Neste caso, existe um retrabalho que retarda o ciclo de desenvolvimento e compromete a qualidade, os prazos e o custo final do produto. Na maioria dos casos, o sucesso parcial ou o insucesso na adoção destas tecnologias esta vinculado ao modelo utilizado na sua implantação. A visão dos departamentos como processos independentes, sendo interligados somente pelo resultado dos seus trabalhos é equivocado. A idéia é ter como base a adoção de uma tecnologia que permeie todos os departamentos e sirva de meio para uma comunicação mais direta e precisa entre os mesmos. O conceito de Protótipo Digital tem como espinha dorsal a utilização maciça da tecnologia 3D no processo de desenvolvimento e manufatura dos produtos, de modo contínuo e acumulativo. O objetivo é a reutilização máxima das informações geradas na cadeia de desenvolvimento do produto. Uma das premissas é a substituição dos sistemas CAD 2D por sistemas 3D e a centralização de todas as informações referentes ao projeto no modelo 3D, denominado Protótipo Digital. Com isto, criamos um ou mais modelos que carregam todas as informações e características do projeto, bem como as informações necessárias para a sua manufatura. Os responsáveis pelo conceito inicial do produto devem utilizar um sistema que permite a captura da intenção do design, de maneira interativa e fácil de ser manipulada. Seu objetivo é experimentar o máximo de opções possíveis, reutilizando geometrias já desenvolvidas ou modificando rapidamente as criadas recentemente. A utilização desta tecnologia permite um maior estudo das possibilidades de design e funcionalidades do produto a ser desenvolvido, propiciando uma maior variedade de soluções. Normalmente são criados alguns protótipos iniciais nesta fase, que se executada digitalmente, minimiza a necessidade de criação física do protótipo. Isto reduz em muito o ciclo de desenvolvimento do produto e o seu custo inicial. Durante esta fase, a participação do pessoal da engenharia é fundamental, para a orientação em relação a funcionalidade do produto e 5
sua manufaturabilidade. Para estes casos, os sistemas CAD utilizados nos dois departamentos devem ser altamente integrados, evitando a perda de informações por incompatibilidade ou conversões de formatos A próxima etapa de desenvolvimento, normalmente consiste na transformação do design inicial em um produto funcional. Nesta fase, normalmente é necessário se fazer várias pequenas alterações de design, para atender os requisitos de processo para manufatura do produto. Para uma total integração entre as etapas de desenvolvimento, a utilização de uma base única de informação é essencial. O Protótipo Digital deve ser utilizado para integrar as várias disciplinas que compõem o projeto do produto, facilitando o seu desenvolvimento. É de extrema importância que os engenheiros envolvidos no processo tenham acesso a esta tecnologia, fazendo o seu uso direto no dia a dia, sem transferir esta tarefa aos projetistas. A utilização de sistemas CAE para a análise do Protótipo Digital é fundamental, para um completo entendimento do seu comportamento e para validação das especificações de projeto. Conceitos - ERP Os primeiros passos no processo de informatização dos empreendimentos de manufatura costumam ser os relacionados ao pedido, financeiro, contábil, fluxo de caixa, entre outros. Comumente a implantação de soluções é departamental e segmentada. Há alguns anos, o custo de uma solução integrada era altíssimo, mas agora existem sistemas bastante robustos a preços acessíveis. Portanto, as corporações estão começando a integrar seus departamentos por intermédio de sistemas ERP (Entreprise Resource Planning Planejamento de Recursos do Empreendimento). Quando um empreendimento de manufatura implanta uma solução ERP, deve ter em mente que o coração da empresa é o seu departamento de projetos, engenharia e/ou fábrica. Infelizmente é muito comum as empresas de consultoria que fazem este trabalho de implantação iniciarem as atividades de configuração do sistema pela parte financeira, contábil e/ou fiscal. Esta metodologia pode levar a um grande problema, principalmente se a indústria for desenvolver, projetar e manufaturar os seus produtos. A primeira ação normalmente é o cadastro dos produtos no sistema, que pode ser feito de várias maneiras. Normalmente, devido ao cronograma apertado e a necessidade de se colocar o sistema no ar o quanto antes, este cadastro é negligenciado, prejudicando sua qualidade e topologia. Para uma adequada implantação de um sistema ERP em um empreendimento de manufatura, devemos mapear todos os processo que envolvem a especificação, desenvolvimento e manufatura dos seus produtos e entender as metas, estratégias e objetivos da mesma. A implantação do ERP trata do negócio, não da tecnologia envolvida em sua implementação! 6
Conceitos - MRP Introduzido inicialmente no mercado na década de 60, geralmente contemplava apenas módulos de produção, compras e gerenciamento de estoques, com foco na necessidade de gerenciamento de materiais. Contribuiu em muito para os empreendimentos de manufatura, mas por outro lado, não era completo. Muitos afirmam que a os atuais sistemas de ERP são a evolução dos MRP, para outros, em algum momento na década de 80 houve uma convergência e fusão entre os sistemas. Atualmente os sistemas ERP possuem módulos denominados MRP. O MRP tem por finalidade o planejamento dos recursos de manufatura. Sua função é auxiliar as empresas a planejar e controlar melhor seus recursos produtivos, visando fornecer informações conforme a necessidade de decisões gerenciais. Com o tempo, evoluíram e ampliaram suas capacidades, permitindo atualmente uma sequência de cálculos, verificações e decisões que possibilitam se chegar a um plano de produção realizável, tanto no que se refere às condições de materiais como às de capacidade produtiva. Pré-requisitos Definição de um grupo de profissionais motivados, capacitados, com conhecimento e experiência no produto desenvolvido pelo empreendimento de manufatura. É recomendada a criação de um projeto com escopo bem definido, objetivos e metas a serem alcançado, prazo de execução e custos conhecidos. A participação e comprometimento da diretoria e gerência são fundamentais para a criação e acompanhamento do projeto. Mapeamento do fluxo de informações e dos processos envolvidos no desenvolvimento do produto, bem como o sistema de codificação utilizado, a estrutura base, topologia e regras de configuração. Infraestrutura de rede rápida e estável, servidores e estações de trabalho bem dimensionadas e configuradas e estrutura de armazenamento e softwares de backup adequados. O ERP deve estar implantado de maneira adequada, os produtos devem ser inseridos no sistema e suas respectivas estruturas montadas e disponíveis, os estoques atualizados, os recursos de produção cadastrados e os roteiros de fabricação desenvolvidos. Para uma perfeita integração entre sistemas MCAD e ERP é desejável e aconselhável a utilização de tecnologia CAD 3D, preferencialmente um ambiente que utilize a Prototipagem Digital como metodologia de desenvolvimento de produto. É recomendável a utilização de um sistema de gestão de documentos, para o controle dos modelos 3D e das folhas de detalhamento, bem como toda e qualquer informação que faça parte do conjunto de dados que compõe o produto a ser desenvolvido. 7
Objetivos e Pontos Chave A necessidade de integração entre um sistema MCAD e um ERP é apenas um dos objetivos e pontos chaves que devem ser abordados durante o planejamento de um projeto com este tipo de perfil. Na verdade, a integração somente ocorre de maneira adequada se outros pontos chaves forem objetivados e alcançados anteriormente. Considere a integração como a última ação a ser desenvolvida em um processo de automatização e estruturação de dados baseado em meio digital. Podemos citar alguns pontos chaves que devem ser alcançados entes da integração: Desenvolvimento dos fluxos de trabalho e procedimentos; Criação de padrões de estruturas e metodologias de trabalho para os produtos desenvolvidos; Definição da metodologia de codificação e topologia dos produtos; Cadastro de produtos e itens de maneira adequada no ERP; Cadastro e configuração dos recursos e habilitação do módulo de MRP; Diminuição do tempo total de desenvolvimento do produto (estudo / desenvolvimento / detalhamento / manufatura / montagem); Diminuição da incidência de não conformidades geométricas; Melhora da qualidade, visualização e apresentação dos produtos desenvolvidos; Validação funcional e estrutural dos produtos (se necessário); Gestão dos arquivos que envolvem a documentação e estrutura dos produtos; Geração de listas de materiais automatizadas, obtidas a partir do protótipo digital. Criação de ferramentais e dispositivos vinculados aos produtos (se necessário); Fatores Críticos A implantação deste tipo de projeto é bastante complexa, dependendo do nível de maturidade dos processos da empresa, pode ser quase crítica. Devemos tomar como fatores críticos: People-Ware: Comprometimento; Sensibilidade a mudanças; Pressão para execução; Habilidades necessárias; Capacitação; Prazos; Infraestrutura: Estações de trabalho e servidores configurados; Rede bem dimensionada; Sistema MCAD e ERP implantado e adequado as aos fluxos e processos; Controle de documentação; Criação do Protótipo Digital; Mapeamento: Processos e fluxos definidos; Procedimentos e instruções de trabalho desenvolvidas; Estrutura de produto, codificação, topologia e tipologia dos itens e conjuntos definidos; 8
Integração MCAD - ERP Caso o empreendimento de manufatura tenha todo o processo de desenvolvimento do produto mapeado e documentado, a sua topologia bem definida e os seus sistemas configurados, conforme discutido anteriormente, a metodologia de integração costuma ser bem simples. Consiste na definição de quais propriedades e estruturas devem ser migradas, tomando como base o fluxo de informações, metodologia e hierarquia de cadastro dos produtos no ERP. Um ponto importante a ser levando em consideração é se o tipo de produto desenvolvido pelo empreendimento de manufatura é de série (linha) ou vai ser fabricado sob encomenda (especial). Existem diferenças conceituais e práticas bastante grandes entre os dois tipos de manufatura, bem como os procedimentos e fluxos de informações desenvolvidos para produtos seriados não se adaptam bem para os produtos engenheirados. Alguns pontos que devem ser observados: Aproveitar da melhor forma possível os dados do pedido do cliente; Criar produtos seriados ou padrões de base para serem utilizados por vendas; Gerenciar os dados referentes aos produtos (arquivos de desenho, imagens, relatórios, etc.); Localização inteligente de Peças e Conjuntos; Utilizar o Protótipo Digital como base de conhecimento e repositório de informações; Verificar a similaridade de produtos já desenvolvidos para evitar a criação de códigos duplicados e reaproveitar informações de engenharia (ganhar tempo); Cadastrar as estruturas de produto projetadas de forma consistente; Cadastramento e codificação inteligente de Peças e Conjuntos; Utilizar os recursos do sistema MCAD para diminuir ao máximo o trabalho da engenharia de aplicações; Gerar as listas de materiais o mais rápido e preciso possível; Cadastrar as matérias primas necessárias; Definir os roteiros de fabricação de cada peça; Definir os dados de processo para o correto funcionamento do MRP e dos cálculos de custos e recursos; 9
Ao utilizarmos o Autodesk Inventor como ferramenta de criação do protótipo digital, devemos desenvolver o projeto do produto conforme as especificações e estrutura previamente estipuladas. A criação de conceitos básicos como a separação dos itens que compõem o conjunto conforme sua especificidade, aplicação ou tipologia é de grande importância. Este tipo de classificação ajuda muito no processo de migração das informações do software MCAD para o sistema ERP. Classificar os itens como normalizado, padronizado, comuns, manufaturados, entre outros, pode criar regras de importação que permitem uma melhor interação entre os sistemas. A utilização de recursos como itens e conjuntos paramétricos também reduzem bastante o desenvolvimento dos produtos de linha e servem como base para o projeto de produtos especiais, que normalmente são baseados nos produtos seriados. A migração das informações entre os sistemas MCAD e ERP pode se dar de maneira mais simples, como por intermédio de recursos do próprio software ou por meios mais requintados, como o desenvolvimento de uma aplicação (programa) que faz o transporte dos dados entre os sistemas. Os programas podem trabalhar escrevendo as informações diretamente no banco de dados (o que não é recomendável) ou utilizar as camadas de aplicação dos sistemas de ERP como meio para acessar os dados. A consistência da informação é imprescindível para que os dados sejam passados de maneira correta, portanto o modo com que o produto é estruturado e o sistema de codificação são os pontos mais sensíveis da integração. Os meta-dados inseridos durante a fase de projeto/engenharia são de grande importância, pois com eles podemos transferir dados diretamente a outros módulos do sistema de ERP, eliminando erros e agilizando o processo. A maneira com que estruturamos os produtos também podem eliminar retrabalhos durante a fase da engenharia de processos e PCP (Planejamento e Controle da Produção). A possibilidade de execução do módulo de MRP após a importação dos dados e a ação da engenharia de processos e PCP faz com que o ciclo de desenvolvimento de produto se reduza ainda mais, com um extremo ganho de produtividade e eliminação de possíveis erros de passagem de informações durante o processo de desenvolvimento do produto. 10