a simulação de eventos discretos em uma indústria automotiva

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  • A SIMULAO DE EVENTOS DISCRETOS EM UMA INDSTRIA AUTOMOTIVA

    Bernardo de Almeida Biscotto

    MONOGRAFIA SUBMETIDA COORDENAO DE CURSO DE ENGENHARIA

    DE PRODUO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA

    COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARA A

    GRADUAO EM ENGENHARIA DE PRODUO

    Aprovada por:

    _______________________________________

    Prof. Fernando Marques de Almeida Nogueira

    _______________________________________

    Eng. Jorge Kuntz Pyles

    _______________________________________

    Prof. Marcos Martins Borges

    JUIZ DE FORA, MG - BRASIL

    NOVEMBRO DE 2008

  • ii

    BISCOTTO, BERNARDO DE ALMEIDA

    A Simulao de Eventos Discretos em

    uma Indstria Automotiva [Minas Gerais,

    2008]

    VIII, 51 p. 29,7cm (EPD/UFJF, Graduao,

    Engenharia de Produo, 2008)

    Monografia Universidade Federal de Juiz de

    Fora, Departamento de Engenharia de Produo

    1. Simulao de Eventos Discretos

    2. Pesquisa Operacional

    3. Pintura Automotiva

    I. EPD/UFJF II. Ttulo (srie)

  • iii

    Dedico este trabalho minha me,

    Mrcia, e ao meu pai, Jos Cludio,

    que me proporcionaram a minha

    vida e a minha formao. A eles

    meu reconhecimento e gratido

    pelo amor, pela pacincia e,

    sobretudo, pelo apoio ao longo de

    toda minha trajetria.

    Obrigado por estarem sempre

    presentes!

  • iv

    Agradecimentos

    Para mim, este trabalho no simplesmente um estudo cientfico, mas, sobretudo,

    um marco, pois representa a concluso da fase mais importante da minha vida at o

    momento: a graduao. Representa uma conquista, a qual eu no teria alcanado sozinho.

    Por isso, eu gostaria de agradecer a todos aqueles que acompanharam minha trajetria at

    aqui e torceram por mim todo o tempo:

    A Deus, fonte de toda luz, que, por Sua bno, proporcionou o conforto espiritual de

    que precisei, no s atravs das nossas conversas, mas , principalmente, atravs daqueles

    que me cercaram. Aproveito, tambm, para agradecer a Ele pela sade das pessoas

    prximas a mim;

    Aos meus pais, os principais instrumentos do Criador em minha vida, os grandes

    responsveis por me fazer merecedor dessa conquista e a quem dediquei este trabalho;

    Ao meu irmo, Leo, meu melhor amigo e companheiro, que, mesmo sem saber, me

    deu muita fora;

    minha namorada, meu anjo com nome de Ma, sempre compreensiva e carinhosa;

    Aos grandes amigos Lucas Pimenta, Pedro Tostes, Douglas Maia, Thiago Dias,

    Andr Medina e Andr Pina, que me acompanharam de perto por todo caminho;

    Aos amigos do Conselho, grandes companheiros, mesmo um pouco mais distantes;

    Aos colegas do Marmita, pelo companheirismo, pelo incentivo e, sobretudo, pelos

    momentos de descontrao;

    Ao Rodrigo Piubello, pelos inmeros conselhos e pela amizade;

    Ao professor Marcos, o qual admiro e que contribui na banca deste trabalho;

    Ao professor Fernando, orientador deste trabalho, pela pacincia, pelo apoio e por

    todo aprendizado proporcionado ao longo do curso;

    Ao Jorge Pyles, de quem surgiu a idia deste trabalho em primeiro lugar, tambm

    sempre paciente e disponvel;

    Aos demais professores do curso, pela contribuio para o meu crescimento

    profissional;

    Bertha, ao Valrio, e aos colegas do SPJ que me ajudaram neste trabalho com

    informaes e sugestes;

    Aos meus familiares, pelo constante incentivo e preocupao;

    Enfim, a todos que, direta ou indiretamente, de perto ou de longe, de forma explcita

    ou no, torceram, incentivaram, rezaram e contriburam para que eu chegasse at aqui.

    A todos vocs, do fundo do corao, o meu Muito Obrigado!

  • v

    Resumo da monografia apresentada Coordenao de Curso de Engenharia de Produo

    como parte dos requisitos necessrios para a graduao em Engenharia de Produo.

    A SIMULAO DE EVENTOS DISCRETOS EM UMA INDSTRIA AUTOMOTIVA

    Bernardo de Almeida Biscotto

    Novembro/2008

    Orientadores: Fernando Marques de Almeida Nogueira

    Jorge Kuntz Pyles

    Curso: Engenharia de Produo

    Este estudo consiste na anlise do fluxo de carroarias na rea de retrabalho da instalao

    de pintura de uma montadora de veculos de luxo, a partir das informaes geradas por uma

    ferramenta de simulao de eventos discretos. A observao do sistema possibilita a

    criao de um modelo que conserva as interaes lgicas do processo real. Os parmetros

    desse modelo so estimados a partir do tratamento estatstico de dados histricos

    fornecidos acerca dos tempos e da freqncia das operaes. Os resultados da simulao

    computacional permitem identificar oportunidades de melhoria no sistema e, assim, gerar

    um cenrio alternativo que apresenta desempenho superior. Deste modo, apresentada

    uma sugesto de novo arranjo para os recursos destinados s atividades de retrabalho da

    pintura buscando eliminar a ocorrncia de atrasos indesejados. Atravs de novas

    execues, verificado que a proposta demonstra melhor desempenho, evidenciado por

    tempos reduzidos de permanncia das carroarias no sistema. Assim sendo, este trabalho

    mostra como a simulao pode ser utilizada no planejamento da instalao em projetos

    futuros ao gerar informaes crticas para a tomada de deciso.

    Palavras-chave: Simulao, Pesquisa Operacional, Eventos Discretos, Pintura Automotiva,

    Retrabalho.

  • vi

    Abstract of the monograph presented to the Coordination of Production Engineering as

    partial fulfillment of the requirements for the undergraduate degree.

    DISCRETE-EVENT SIMULATION IN AN AUTOMOTIVE INDUSTRY

    Bernardo de Almeida Biscotto

    November/2008

    Advisors: Fernando Marques de Almeida Nogueira

    Jorge Kuntz Pyles

    Major: Production Engineering

    This study consists of the analysis of the body-in-whites flow through the rework facilities in

    the paint-shop of an automotive plant, based on information generated by discrete-event

    simulation. Observing the real-world system permits the conception of a model that

    preserves the process logical interactions. The model parameters are estimated by

    statistical analysis of historical data about the duration and the frequency of the operations.

    The simulation results lead to identify potential improvements on the system, and then to

    establish an alternative scenario, which presents a higher performance. On that ground, a

    new lay out is suggested for the paint-shops re-work resources so as to eliminate undesired

    delays. With additional runs it is verified that the proposal presents a better performance,

    evidenced by a reduced systems lead-time. Therefore, this work offers how simulation can

    be used as helpful tool for planning the facility on future projects, by providing critical

    information to decision making.

    Key-Words: Simulation, Operations Research, Discrete-event, Automotive Paint-Shop,

    Rework.

  • vii

    Sumrio

    Capa.............................................................................................................................................i

    Ficha Catalogrfica .....................................................................................................................ii

    Dedicatria ................................................................................................................................. iii

    Agradecimentos .........................................................................................................................iv

    Resumo...................................................................................................................................v

    Abstract...................................................................................................................................vi

    INTRODUO ....................................................................................................................... 1

    1.1. CONSIDERAES INICIAIS ................................................................................ 1

    1.2. OBJETIVOS ........................................................................................................... 2

    1.3. JUSTIFICATIVAS................................................................................................... 2

    1.4. CONDIES DE CONTORNO............................................................................. 3

    1.5. ETAPAS PARA O DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO ................................. 3

    MODELAGEM E SIMULAO .............................................................................................. 5

    2.1. O QUE SIMULAO .......................................................................................... 5

    2.2. SISTEMAS E AMBIENTES.................................................................................... 5

    2.3. MODELO DE UM SISTEMA .................................................................................. 6

    2.4. TIPOS DE MODELOS........................................................................................... 6

    2.5. SIMULAO DE SISTEMAS DE EVENTOS DISCRETOS................................. 8

    2.6. CONCEITOS.......................................................................................................... 8

    2.7. MODELOS ESTATSTICOS................................................................................ 10

    2.8. ALGUMAS DISTRIBUIES DE PROBABILIDADE.......................................... 12

    2.9. MODELO ESTATSTICO DE FILAS.................................................................... 17

    2.10. METODOLOGIA................................................................................................... 18

    A EMPRESA E O RETRABALHO ....................................................................................... 22

    3.1. O SETOR AUTOMOBILSTICO NO BRASIL ...................................................... 22

    3.2. A MERCEDES-BENZ........................................................................................... 22

    3.3. NO BRASIL E EM JUIZ DE FORA...................................................................... 23

    3.4. A MONTAGEM E O PROCESSO DE PINTURA................................................ 25

    3.5. A REA DE RETRABALHO ................................................................................ 27

    DESENVOLVIMENTO E ANLISE ..................................................................................... 32

    4.1. ASPECTOS GERAIS ........................................................................................... 32

    4.2. CONSIDERAES IMPORTANTES .................................................................. 32

    4.3. COLETA E ANLISE DOS DADOS.................................................................... 35

    4.4. ANLISE DA SIMULAO.................................................................................. 39

  • viii

    4.5. GERAO DE UM CENRIO ALTERNATIVO .................................................. 42

    CONCLUSES.................................................................................................................... 47

    5.1. BALANO DAS ATIVIDADES............................................................................. 47

    5.2. PRXIMOS PASSOS.......................................................................................... 47

    5.3. CONSIDERAES FINAIS ................................................................................. 49

    BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................... 50

  • 1

    Captulo I

    INTRODUO

    1.1. CONSIDERAES INICIAIS

    Os automveis Mercedes-Benz so consagrados em todo o mundo por sua

    qualidade e tecnologia avanada. Os produtos da marca so sinnimos de durabilidade,

    requinte e, sobretudo, status.

    Este patamar foi alcanado graas ateno aos detalhes. Os critrios de qualidade

    seguem os rigorosos padres alemes, assim como as inspees no produto em todos os

    processos da empresa. Possivelmente, algumas falhas seriam, em outras montadoras,

    consideradas irrelevantes e passariam de forma despercebida, mas so tratadas e

    eliminadas com o mesmo esforo de forma a buscar a perfeio dos automveis Mercedes-

    Benz.

    Para alcanar a qualidade desejada existem diversas ferramentas de preveno, as

    quais utilizam os conceitos de controle de qualidade e identificao de causas, mas nem

    sempre so suficientes para eliminar o aparecimento de imperfeies . Ento, para que as

    falhas geradas no processo no cheguem aos clientes, existem operaes, reas e pessoas

    voltadas especificamente para o retrabalho nos trs grandes processos da produo dos

    automveis: a montagem de carroaria bruta, a pintura de carroaria e a montagem final.

    Na pintura, o reparo realizado antes da aplicao da cera nas cavidades ocas, que

    representa o final do processo. Cada tipo de falha tratada por operaes especficas,

    gerando grande variabilidade nos tempos de reparo, sendo que o retrabalho a nica etapa

    do processo de pintura que no executado em um tempo de ciclo fixo.

    Outra particularidade do processo de retrabalho a necessidade de desviar

    fisicamente as carroarias da linha para possibilitar a realizao das operaes de reparo

    nas estaes de trabalho apropriadas. De acordo com o tipo de falha, a carroaria deve ser

    transportada a um local especfico do retrabalho e posteriormente retornar linha de

    produo, diversificando as possibilidades de percurso dentro da rea.

    Uma vez finalizado o processo de pintura, a carroaria entra em um puffer de

    escolha, no qual seqenciado para iniciar o processo de montagem final. Este

    seqenciamento, a rigor, realizado de acordo com os prazos de embarque dos veculos e

    serve como base para a programao de abastecimento de peas na linha de produo.

    Portanto, torna-se notrio que atrasos no retrabalho da pintura podem gerar transtornos aos

    clientes internos, clientes externos e os fornecedores.

    Como agravante, a rea de retrabalho da pintura possui espao fsico limitado, fato

    que possibilita, eventualmente, a obstruo da passagem das carroarias, mesmo daquelas

  • 2

    as quais no apresentaram imperfeies. Neste caso, os atrasos nos processos

    subseqentes so intensificados e podem ocorrer paradas na linha da pintura, sobretudo

    nos trechos imediatamente anteriores ao retrabalho.

    H algumas formas bsicas de buscar a minimizao desse tipo de transtorno sem

    prejudicar a qualidade do produto. Uma delas a reduo da ocorrncia de falhas atravs

    da preveno, trabalho realizado constantemente pelos planejadores com a utilizao de

    ferramentas de controle de qualidade. Outra a reduo do tempo das operaes de reparo

    atravs, por exemplo, de um estudo tcnico detalhado visando otimizao da seqncia

    das operaes ou ao planejamento de investimentos em equipamentos mais eficientes.

    Independente disso, a rea deve ser planejada de forma a assumir um volume

    esperado de veculos com falhas. Portanto, problemas freqentes podem indicar que houve

    um sub-dimensionamento dos recursos voltados para o retrabalho quando do planejamento

    da instalao para o novo modelo. o que este estudo busca verificar, gerando informaes

    relevantes para a tomada de decises no mdio e no longo prazo quanto alocao dos

    recursos disponveis na rea de retrabalho, visando sempre reduo o tempo total de

    permanncia das carroarias no sistema.

    Entre as diversas ferramentas...