emprego de simulaÇÃo para aumento da...

EMPREGO DE SIMULAÇÃO PARA

AUMENTO DA LUCRATIVIDADE EM

UMA MICRO-EMPRESA DE FACAS

INDUSTRIAIS

Cristiano Chiste (UNICAMP )

[email protected]

Matheus Pereira Garuti Mauricio (UNICAMP )

[email protected]

Rodolfo Cunha Oliveira (UNICAMP )

[email protected]

Luis Antonio de Santa-Eulalia (UNICAMP )

[email protected]

Michael Eduardo Fernando Hamilton dos Santos Macha

(UNICAMP )

[email protected]

Apesar de a simulação de sistemas ser uma abordagem amplamente

utilizada em diversos setores da economia brasileira, a literatura

dispõe de poucas aplicações em micro empresas, especialmente

relacionadas o setor de ferramentas e facas industriais. Sendo assim,

visando demonstrar o poder da simulação em um estudo de caso

industrial, este trabalho apresenta um modelo de simulação

computacional para uma empresa de pequeno porte produtora de facas

industriais. Busca-se encontrar estratégias para incrementar a

produtividade da empresa e avaliar o impacto das mesmas na sua

estrutura financeira. Os principais problemas encontrados na empresa

foram: a falta de conhecimento por parte dos trabalhadores para

utilização do Centro de Usinagem na empresa e o gargalo gerado na

utilização da Retifica Reta, a qual é utilizada em momentos diferentes

da produção. Após a formulação e validação do modelo, foram

comparadas a situação atual com dois cenários propostos, com o

objetivo de sanar essas questões. Os resultados encontrados foram

condizentes com o esperado, confirmando a capacidade ociosa do

maquinário e os aumentos na lucratividade decorrentes da

implementação dos cenários. Concluiu-se o trabalho reconhecendo a

importância da aplicação dessa ferramenta neste tipo de empresas e

possíveis estudos futuros a serem desenvolvidos.

Palavras-chaves: (Simulação, Usinagem, Facas industriais, Flexsim)

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.



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1. Introdução

As micro e pequenas empresas (MPEs) destacam-se no cenário nacional pela sua

representatividade, pois elas representam, segundo o Anuário do Trabalho na Micro e

Pequena Empresa-2012, 99% das empresas brasileiras atualmente, e juntas produzem parte

significativa do PIB (Produto Interno Bruto) nacional. Estas empresas na sua grande maioria

possuem gestão familiar e estão presentes em todos os setores da economia, proporcionando a

diversidade necessária para o crescimento econômico de qualquer nação (SOLOMON, 1986).

Dentre os diversos setores da econômica destaca-se o setor metalúrgico, que segundo Anuário

Estatístico do Setor Metalúrgico-2012, apresentou em 2011 um faturamento de US$58,7

bilhões, e seu PIB avançou 1,6% em relação ao ano anterior. Esses dados ratificam a

importância da cadeia produtiva dos produtos ligados à metalurgia, usinagem, e produção de

manufaturados metálicos, que juntos, compõem a base para atividades relevantes do país

como a indústria da construção civil, máquinas e equipamentos além de bens de capital.

Este cenário de crescimento tem exigido das empresas investimentos e mudanças em melhoria

contínua, contudo as MPEs apresentam dificuldades em acompanhar as mudanças impostas

pelo mercado no que tange ao aumento da eficiência e competitividade (LIMA, et. al, 2000).

Isso ocorre devido a sua característica de baixa profissionalização que acaba gerando um

gargalo que impede a diferenciação e culmina em uma luta diária pela sobrevivência do

negócio (FERNANDES, 2001).

Um forte indicativo desta realidade é a taxa de mortalidade dos novos negócios brasileiros,

que segundo o Sistema Brasileiro de Apoio a Micro e Pequena Empresa (SEBRAE, 2013)

está em 24,4% para empresas constituídas em 2007. Vários autores citam o gerenciamento

inábil e inexperiente, o processo de tomada de decisão deficiente, a falta de planejamento e a

dificuldade de fazer a gestão financeira e de estoques como uns dos principais problemas

relacionados à falência desses negócios (SOLOMON, 1986; ZIMMERER e

SCARBOROUGH, 1994). Apesar de ser uma ferramenta utilizada amplamente em grandes

empresas para resolver este tipo de problemas, a simulação de sistemas tem sido objeto de

poucos estudos em micro e pequenas empresas.

Diante de tais considerações, esse trabalho ira abordar o emprego da modelagem e simulação

computacional em uma micro empresa metalúrgica, fabricante de facas industriais, situada na



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região metropolitana de Campinas, interior de São Paulo. Este trabalho visa demonstrar o

potencial do uso de simulação de sistemas por meio de um modelo que avalia diferentes

estratégias para incrementar a produtividade da empresa e avaliar o impacto das mesmas na

sua estrutura financeira.

Tal modelo simulado visa responder a seguinte pergunta: o emprego da simulação dos

processos produtivos de uma MPE pode contribuir para o aumento da lucratividade do

negócio? Deste modo será testada a seguinte hipótese da pesquisa: se for possível modelar

todas as atividades da fabricação de uma faca, então, será possível construir um modelo

simulado que reproduza a produção do estágio atual, proporcionando condições de testar

novas estratégias para melhorar a lucratividade da empresa.

A simulação, segundo Chwif (2006), proporciona a possibilidade de testar diversas estratégias

de melhoria em um ambiente computacional, sem a necessidade de alteração real do sistema

empresarial, o que garante aos tomadores de decisão uma agilidade e diminuição das

incertezas no processo de tomada de decisão.

O trabalho está organizado em 7 seções. Na seção 2 são apresentados os aspectos

metodológicos do trabalho. Na seção 3 abordam-se a história da empresa e sua problemática.

A seção 4 apresenta a descrição do processo produtivo atual. A seção 5 trata da construção do

modelo simulado e a formulação das estratégias de melhoria. A seção 6 demonstra os

resultados da simulação. Por fim, na seção 7 apresenta-se conclusões sobre a análise

realizada.

2. Metodologia

Metodologia é definida por Gil (1999 p.26) como o caminho para se chegar a determinado

fim, e o método científico como o conjunto de procedimentos intelectuais e técnicos adotados

para se atingir o conhecimento. Assim, a finalidade da pesquisa cientifica é chegar a uma

determinada verdade, por intermédio de hipóteses que são pontes entre a observação da

realidade e a teoria científica (LAKATOS, 2004).

Deste modo esta pesquisa utilizou-se, além de uma pesquisa bibliográfica, de informações da

empresa como os tempos de processamento e sua estrutura de custos. Assim ela é classificada

como pesquisa aplicada, uma vez que busca solucionar um problema concreto.

A pesquisa é classificada ainda como descritiva, ou seja, ela observa, registra e analisa fatos,



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indicando a relação entre as variáveis. Gil (1999, p. 44) define pesquisa descritiva como

aquela que visa descobrir a existência de associações entre variáveis. A pesquisa é

classificada, ainda, como documental - devido à sua característica da coleta de dados, feita in

loco. Quanto ao tipo de pesquisa ela é classificada como estudo de caso, em função do estudo

detalhado de um único caso (YIN, 2010; MIGUEL et. al, 2010).

Quanto à natureza dos dados, a pesquisa é classificada como quali-quantitativa, devido à

utilização de análise gráfica, tabulação de dados, simulação matemática dos dados e melhoria

do layout.

3. Histórico da empresa e situação problemática

Este estudo foi conduzido em uma fábrica de facas industriais de pequeno porte, situada na

região metropolitana de Campinas, interior de São Paulo. O mercado em que a empresa atua

tem passado nos últimos anos por um momento de crescimento, contudo a empresa não tem

conseguido atender a essa demanda, o que tem acarretado problemas financeiros, levando o

sócio responsável pelo setor administrativo a fazer uso do adiantamento dos recebíveis em

instituições financeiras, visando equilibrar o caixa. Essa estratégia levou a empresa a uma

situação de iminente insolvência.

A análise detalhada de sua estrutura demonstra que o adiantamento de recebíveis tem

agravado o problema devido à falta de recursos do caixa da empresa, porém, essa situação

somente persiste devido à baixa produtividade, que é agravada pela falta de continuidade do

fornecimento da matéria prima.

Na próxima seção será elaborado um modelo simulado visando a mitigação da problemática

na sua causa primaria que é a produtividade da empresa bem como seu impacto na

lucratividade da empresa.

4. Descrição do processo produtivo

Para a definição do processo produtivo, foi mapeado a produção da faca reta mais vendida

pela empresa. A variação dos tempos entre os modelos de facas não é significativa, segundo o

responsável pelo setor de produção da empresa. Assim, o processo produtivo da faca reta com

seus respectivos tempos está descrito na Tabela 1.

TABELA 1 – Processo de produção com tempos de produção e recursos do estágio atual.



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Tempo médio Número de Peças

Operação Recurso Setup Operação Por Operação

Conferência Operador 1 0:10 1

Corte da faca no comprimento Plaina limadora 0:20 0:25 1

Desbastar e furar Centro de usinagem 0:20 0:30 1

Acabamento retifica Retifica Reta 1 0:30 0:20 1

Rosqueamento Rosqueadeira 0:10 0:20 1

Colocar massa na rosca Operador 2 0:01 1

Tempera Forno 0:05 3:00 5

Revenimento Forno 0:20 4:30 5

Endireitar Operador 3 0:30 1

Medição da dureza Operador 4 0:05 1

Acabamento retifica Retifica Reta 1 0:10 4:00 1

Tirar rebarba Operador 5 0:07 1

Conferência Operador 1 0:10 1

Expedição Operador 6 1

Fonte: Elaborada pelos autores

A Produção começa com a conferência da matéria prima pelo operador 1, após este estágio, a

faca segue para o corte no comprimento solicitado pelo cliente, este corte é feito pela Plaina

Limadora. Na próxima operação são feitos os desbastes e furos na faca, executado pelo

Centro de Usinagem. Uma vez terminado o trabalho do Centro, os furos da faca são

preenchidos com uma massa especial para que a rosca suporte as altas temperaturas do Forno.

O processo da têmpera proporciona ao material a dureza necessária para que a faca corte os

objetos, esse processo ocorre no forno e possui duas fases: aquecimento, e o resfriamento ou

revenimento.

Este último é necessário para que o material resfrie sem danos estruturais. Depois a faca é

endireitada manualmente com o auxílio de uma marreta por um operador, e segue para

medição da dureza para verificar se o material está de acordo com as especificações

pretendidas. Após esses passos, a faca segue mais uma vez para a Retífica Reta, onde é feito o

acabamento final. Por último é retirado a rebarba, conferida e expedida para o cliente.

Para mensurar os custos de produção foram levantados os valores para cada operação,

considerando a hora em produção e ociosa. Esses valores foram obtidos com base em

informações de mercado e do custo/hora dos operários da empresa e estão organizadas na

Tabela 2.

TABELA 2 – Valores por hora trabalhada e tempo ocioso.

Nome Valor / Hora Valor / Hora



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Manufatura Ociosa

Operador 1 para realizar a conferência R$ 15,00 R$ 15,00

Plaina Limadora R$ 80,00 R$ 35,00

Centro de Usinagem R$ 160,00 R$ 60,00

Retifica Reta R$ 100,00 R$ 50,00

Rosqueadeira R$ 80,00 R$ 35,00

Operador 2 para colocar massa na rosca R$ 15,00 R$ 15,00

Forno R$ 85,00 R$ 42,50

Operador 3 para Endireitar R$ 15,00 R$ 42,50

Operador 4 para medir a dureza R$ 15,00 R$ 15,00

Operador 5 para tirar a rebarba R$ 15,00 R$ 15,00

Operador 6 para a expedição R$ 15,00 R$ 15,00


5. Modelo simulado

Foram simulados 3 cenários diferentes fazendo uso do Software Flexsim® v.

7.1.0(FLEXSIM, 2013), a seguir apresentaremos cada um deles com suas características.

5.1 Cenário 1

O cenário 1 descreve a situação atual da fábrica. Este cenário será utilizado para a validação

do modelo simulado desenvolvido, visando a confirmação se a quantidade atual de peças

produzidas é igual ao valor de peças geradas pelo modelo simulado. Dessa maneira, foi

realizado a simulação de um período de um mês (220 horas) de funcionamento da empresa, de

forma analisar se a capacidade dos equipamentos está sendo usada plenamente. O layout da

empresa pode ser visto em 3D na Figura 1.

Figura 1 - Layout da empresa no cenário 1.



7


De acordo com o sócio da empresa, sua produção média é de 27 peças por mês. O modelo

simulado gerou uma produção de 26 facas para este período. Esta informação, juntamente

com outras, ajudaram a validar a simulação e os tempos de produção disponíveis na Tabela 1.

5.2 Cenário 2

O segundo cenário proposto é a adição de mais uma máquina Retífica Reta no valor de R$

35.000,00, amortizado em prestações fixas de R$ 900,00 por um período de 48 meses. Este

investimento diminuirá o gargalo gerado pela utilização da Retífica em dois momentos

distintos do processo.

Para fins de modelagem, a Retífica antiga ficou dedicada ao primeiro processo de acabamento

após o Centro de Usinagem, e a segunda Retífica ao segundo processo de acabamento logo

após a medição da dureza, a visualização desta alteração na empresa pode ser visualizada na

Figura 2.

Figura 2 - Layout da empresa no cenário 2.



8


5.3 Cenário 3

O terceiro cenário proposto é a concentração das operações "Corte da faca no comprimento",

"Desbastar e furar", "Acabamento retífica" e "Rosqueamento", no Centro de Usinagem, além

da adição da Retifica do Cenário 2. Essa mudança justifica-se pela possibilidade do uso do

Centro de Usinagem para estas operações, dispensando a necessidade de diversas máquinas

com longos tempos de setup. Para que o Centro possa ser utilizado nesta operação é

necessário um investimento em treinamento para o seu operador, que será feito por um

profissional especializado, ao valor de R$ 10.000,00, divididos em prestações mensais de R$

1.000,00. Este treinamento servirá para configurar cada produto no Centro de Usinagem,

salvando as configurações da peça produzida na memória do Centro, permitindo ao operador

diminuir o tempo de preparação. O operador será capaz de editar e criar novas configurações

de novos produtos. A Tabela 3 apresenta as alterações no processo produtivo.

TABELA 3 –Produção e recursos com a nova função do centro de usinagem.

Tempo médio Número de Peças

Recurso Setup Operação Por Operação

Conferência Operador 1 0:10 1 Corte da faca no

comprimento Plaina limadora

retirada 0:20 0:25 1



9

Acabamento retifica Retifica Reta 1 realocada

0:30 0:20 1

Rosqueamento Rosqueadeira retirada

0:10 0:20 1

Corte da faca, desbastar e furar, acabamento e

rosqueamento

Centro de Usinagem realocado

0:20 1:00 1

Colocar massa na rosca Operador 2 0:01 1 Tempera Forno 0:05 3:00 5

Revenimento Forno 0:20 4:30 5 Endireitar Operador 3 0:30 1

Medição da dureza Operador 4 0:05 1 Acabamento retifica Retifica Reta 1 e 2 0:10 4:00 1

Tirar rebarba Operador 5 0:07 1 Conferência Operador 1 0:10 1 Expedição Operador 6 1


Este novo processo produtivo mais enxuto permitiu a organização do layout da empresa em

um único galpão, o que promovera uma diminuição da movimentação dos materiais e uma

melhor interação entre a equipe. Outro benefício da simulação é a possibilidade alterar o

layout de forma rápida, permitindo diversos testes. A Figura 3 demonstra o novo layout, que

agora segue o fluxo da produção.

Figura 3 – Layout da empresa no cenário 3.

Fonte: Elaborada pelos autores.

6. Resultados

Para um melhor entendimento das implicações das mudanças ocorridas nos cenários 2 e 3, foi



10

elaborado a Tabela 4 com os resultados dos 3 cenários, possibilitando a avaliação de qual é o

melhor cenário para a empresa.

TABELA 4 – Resultados da simulação

Cenários Peças Produzidas por

semana 44 horas

Custo/Peça Resultado Mensal

Lucratividade mensal da empresa

C1 Cenário 1 26 R$ 3.514,46 R$ -6925,97 -6% C2 Cenário 2 58 R$ 2.203,06 R$ 78.172,40 30%

C3 Cenário 3 73 R$ 1.298,26 R$ 167.551,76 51% Fonte: Elaborada pelos autores

Fica evidente que o incremento da produtividade produz resultados significativos ao

desempenho da empresa, com reflexos na lucratividade, contudo esses não são os únicos

indiciadores de melhora. O simulador abre a possibilidade para a análise dos tempos em cada

estado dos recursos no processo produtivo, essas informações estão disponíveis na Figura 4.

Figura 4 – Gráfico de utilização dos recursos.


É possível observar que o operador tem uma grande diminuição no seu nível de tempo em

operação nos cenários propostos, o que é indicativo da melhoria no layout da empresa. O

Centro de Usinagem tem uma utilização maior no cenário 3 devido a pré-programação das

facas e ao treinamento do seu operador. O Forno teve um aumento de seu tempo em produção

nos cenários 2 e 3, e, por fim, nos mesmos a Retífica Reta apresentou uma diminuição



11

significativa do tempo operação após a aquisição da segunda máquina. Observa-se também

uma melhora no balanceamento do processo produtivo.

7. Conclusão

A aplicação da simulação computacional com o Flexsim® mostrou-se eficiente para tratar

problemas em processos produtivos, podendo projetar situações futuras diferentes sem a

necessidade de gastos reais com recursos materiais e humanos.

Ficou evidente que o Cenário 3 apresenta o melhor desempenho, tanto em produtividade

quanto em lucratividade, com um aumento de 180% no número de peças, demonstrando o

avanço da empresa em termos de competitividade, tendo como outro indicador desta melhoria

a redução do custo por peça de 63,05%.

Desta maneira este trabalho demonstrou que a simulação pode ser empregada nos processos

produtivos de uma MPE, contribuindo para o aumento da sua lucratividade. Assim, a hipótese

de pesquisa pode ser confirmada, pois a empresa pode utilizar esta ferramenta para testar

alternativas de melhoria e tornar o processo de tomada de decisão mais eficiente.

Uma sugestão para trabalhos futuros é o estudo de possíveis otimizações no Centro de

Usinagem e no Forno, pois estas máquinas são utilizadas em sua totalidade no cenário 3.

Qualquer melhoria simultânea nestes dois processos produzirá um ganho significativo de

produtividade, uma vez que as Retíficas ainda possuem espaço para processamento.

Conclui-se que o emprego de simulação computacional contribui para a melhoria de

processos produtivos nas MPEs, garantindo assim um maior nível de competitividade para

estas empresas.

REFERÊNCIAS

CHWIF, L., MEDINA, A. C. Modelagem e Simulação de Eventos Discretos, Teoria e Aplicações, Bravarte,

2006.

FERNANDES, Amarildo da Cruz. Dinâmica de Sistemas e Business Dynamics: tratando a complexidade no

ambiente de negócios. 2001.

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http://www.flexsim.com.

GIL, Antonio Carlos. Métodos e técnicas de pesquisa social. São Paulo: Atlas,1999.



12

LAKATOS, E. M. Metodologia cientifica. 4 edição. São Paulo: Atlas, 2004.

LIMA, Maria Aparecida Barbosa; RUFFONI, Janaína Passuello; ZAWISLAK, Paulo Antônio. Condições para

a melhoria da competitividade do setor metal-mecânico gaúcho fornecedor para a cadeia automotiva do

Rio Grande do Sul.Porto Alegre: NITEC/PPGA/UFRGS, 2000.

MIGUEL, P. A. C. et al. Metodologia de pesquisa em Engenharia de Produção. Rio de janeiro: Elsevier,

2010.

SEBRAE. Sobrevivência das empresas no Brasil: coleção estudos e pesquisas. Brasília, DF; GEOR, 2013.

Disponível em: <http://www.sebrae.com.br/customizado/estudos-e-pesquisas/taxa-de-sobrevivencia-das-

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SECRETARIA DE GEOLOGIA, MINERAÇÃO E TRANSFORMAÇÃO MINERAL.2012. Anuário estatíscito

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<http://www.mme.gov.br/sgm/galerias/arquivos/publicacoes/Anuarios/anuario_setor_metalurgico_2012.pdf>

.Acesso em 20 nov. 2013.

SERVIÇO BRASILEIRO DE APOIO ÀS MICROS E PEQUENAS EMPRESAS. 2012. Anuário do trabalho

na micro e pequena empresa. 5. ed. Brasília, DF; DIEESE, 2012. Disponível

em:<http://bis.sebrae.com.br/GestorRepositorio/ARQUIVOS_CHRONUS/bds/bds.nsf/8cb2d324ffde890ece700a

5fb073c4da/$File/4246.pdf>. Acesso em 20 abr. 2013.

SOLOMON, S. A grande importância da pequena empresa: a pequena empresa nos Estados Unidos, no

Brasil e no mundo. Rio de Janeiro : Editorial Nórdica, 1986.

YIN, R. K. Estudo de caso: planejamento e métodos. 4 ed. Porto Alegre: Bookman, 2010.

ZIMMERER, T. W.; SCARBOROUGH, N. M. Essentials of small business management. Macmillan College

Publishing Company, 1994.

http://www.sebrae.com.br/customizado/estudos-e-pesquisas/taxa-de-sobrevivencia-das-empresas-no-brasil/sobrevivencia-das-empresas-no-brasil.pdf

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