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igos
Universidade do MinhoEscola de Engenharia
Joo Paulo de Oliveira Gomes
Metodologia para apoio implementao de um modelo dereferenciao genrica de artigos
Maio de 2014
Tese de DoutoramentoPrograma Doutoral em Engenharia Industrial e de Sistemas
Trabalho efetuado sob a orientao doProfessor Doutor Paulo Jorge de Figueiredo Martinse doProfessor Doutor Rui Manuel de S Pereira de Lima
Joo Paulo de Oliveira Gomes
Metodologia para apoio implementao de um modelo dereferenciao genrica de artigos
Universidade do MinhoEscola de Engenharia
iii
AGRADECIMENTOS
Manifesto os meus sinceros agradecimentos: Ao Departamento de Produo e Sistemas, da Escola de Engenharia da Universidade do Minho,
pelas condies disponibilizadas.
Fundao para Cincia e Tecnologia (FCT) pela atribuio da bolsa de Doutoramento
(SFRH/BD/38196/2007).
Ao meu orientador, professor Paulo Martins, pela partilha de conhecimento, sugestes e
contribuies ao longo da realizao do trabalho.
Ao meu coorientador, professor Rui Lima, pela motivao, confiana e sugestes.
professora Anabela Barros pelas discusses sobre morfologia e classificao de palavras.
s empresas que contriburam para o enriquecimento do trabalho.
Aos meus amigos pela preocupao, pelo interesse, pelo encorajamento e pela partilha de
momentos de reflexo.
minha famlia por estar sempre presente.
minha esposa, Libnia, pela compreenso, nimo e motivao, fundamentais nos ltimos
anos.
v
RESUMO
Para se manterem competitivas em mercados que exigem cada vez mais a satisfao de
necessidades especficas de cada cliente, as organizaes tm que recorrer a novos paradigmas
de produo, direcionados para ambientes de grande diversidade de artigos, como a
Customizao em Massa. Um dos desafios da implementao deste tipo de abordagem a
gesto da informao resultante dessa diversidade de artigos. As organizaes tm de ser
capazes de lidar de forma eficiente com o aumento significativo de informao sobre artigos,
listas de materiais, operaes e gamas operatrias. Para fazer face a este desafio tm surgido na
literatura novos modelos que propem novos conceitos e funcionalidades para a representao
de informao sobre a populao de artigos de uma organizao. Estes novos conceitos
permitem a agregao de um conjunto de artigos em famlias ou referncias genricas para as
quais so definidas as respetivas listas de materiais e gamas operatrias genricas. Estes
modelos caracterizam-se tambm por permitirem vrias solues alternativas para o mesmo
problema de representao.
Por se tratar de modelos relativamente recentes e inovadores, no existem ainda metodologias
para apoio sua implementao em organizaes industriais. Esta foi a principal motivao para
a realizao deste trabalho, que prope uma metodologia para apoio implementao do
modelo de referenciao genrica, GenPDM Generic Product Data Model.
A metodologia define um conjunto de etapas que apoia as organizaes na recolha e
classificao de dados, e na obteno de solues de representao, atravs da aplicao dos
conceitos e funcionalidades propostos pelo modelo genrico de representao de informao de
artigos. Cada soluo inclui a especificao de referncias genricas, tipos de operaes, listas
de materiais e gamas operatrias genricas para representao de informao sobre a
populao de artigos da organizao.
A metodologia prope a utilizao de um conjunto de critrios para avaliao de solues atravs
da sua comparao com uma soluo obtida por modelos tradicionais, e um conjunto de aes
para a melhoria das solues encontradas. A aplicao das etapas propostas pela metodologia
demonstrada atravs de exemplos de aplicao numa organizao industrial.
vi
vii
ABSTRACT
To remain competitive in markets that increasingly demand an answer to the specific needs of
each client, organizations today must rely on new paradigms of production - such as Mass
Customization, for high product-diversity environments. One of the challenges of implementing
this type of approach is the ability to manage the huge amount of information that results from
that diversity. Organizations must be able to deal effectively with the significant increase of
information about parts, bills of materials, routings and operations. To address this challenge
new models have emerged in the literature. These new models propose new concepts and
features for the representation of information about the population of parts in a specific
organization. These new concepts allow the aggregation of a set of parts into families or generic
references for which generic bills of materials and generic routing structures are defined. One
common denominator among these models is that they also allow several alternative solutions for
the same representation problem.
As these are innovative models, there are still no support methodologies for their implementation
in industrial organizations. This was the main motivation for this work, which proposes a
methodology to support the implementation of generic model referencing, GenPDM Generic
Product Data Model.
The methodology defines a set of steps that supports the organizations during the processes of
data collecting and classification. Furthermore, it proposes solutions, through the application of
the concepts and functionalities offered by the generic model for product data representation.
Each solution includes the specification of generic references, operation types, bills of materials
and routings for the population of articles of that organization.
In what concerns the evaluation of solutions, the methodology proposes the use of a set of
criteria for the comparison with a solution offered by traditional models, and a set of actions to
improve the solutions found. The steps for implementing the proposed methodology are
demonstrated through examples of applications in industrial organizations.
viii
ix
ndice
AGRADECIMENTOS .................................................................................................................. iii
RESUMO ................................................................................................................................... v
ABSTRACT .............................................................................................................................. vii
ndice ....................................................................................................................................... ix
ndice de Figuras ..................................................................................................................... xiii
ndice de Tabelas ................................................................................................................... xvii
Lista dos principais Acrnimos e Siglas .................................................................................... xix
1 Introduo ........................................................................................................................ 1
1.1 Enquadramento ........................................................................................................ 1
1.2 Identificao do Problema e Definio de Objetivos .................................................... 3
1.3 Estrutura da Tese ...................................................................................................... 5
2 Diversidade de artigos e Customizao em Massa ............................................................. 7
2.1 Caracterizao da CM ............................................................................................... 7
2.2 Benefcios da CM .................................................................................................... 12
2.3 Desafios implementao da CM ............................................................................ 13
3 Gesto de informao de artigos no Planeamento e Controlo da Produo ....................... 19
3.1 Artigo e Lista de Materiais ....................................................................................... 20
3.1.1 Artigo .............................................................................................................. 20
3.1.2 Definio de BOM e conceitos associados ........................................................ 21
3.1.3 Critrios para a criao de artigos .................................................................... 26
3.1.4 Formas de representao da BOM ................................................................... 28
3.1.5 Funes da BOM ............................................................................................. 32
3.2 Operao e Gama Operatria .................................................................................. 33
3.2.1 Operao......................................................................................................... 33
3.2.2 Gama operatria .............................................................................................. 34
x
3.2.3 Funes da Gama Operatria ........................................................................... 37
3.3 Modelos de Planeamento e Controlo da Produo.................................................... 38
3.4 Consideraes finais ............................................................................................... 44
4 Modelos de representao de informao de artigos ........................................................ 45
4.1 Tipos de referenciao ............................................................................................ 45
4.1.1 Modelos de referenciao direta ....................................................................... 46
4.1.2 Modelos de referenciao genrica .................................................................. 49
4.2 Referncia genrica ................................................................................................. 51
4.3 Tipo de parmetro ................................................................................................... 57
4.4 Listas de Materiais Genricas .................................................................................. 60
4.4.1 Estrutura GBOM com vrios nveis ................................................................... 67
4.4.2 Gerao de BOMs especficas de variantes ....................................................... 68
4.4.3 Herana .......................................................................................................... 69
4.5 Tipo de Operao .................................................................................................... 74
4.6 Gama Operatria Genrica ...................................................................................... 75
4.7 Caractersticas de tipos de parmetros .................................................................... 83
4.8 Restries ............................................................................................................... 84
4.9 Caso de estudo ....................................................................................................... 88
4.9.1 Mtodo de comparao ................................................................................... 88
4.9.2 Descrio do exemplo de aplicao .................................................................. 89
4.9.3 Comparao de resultados .............................................................................. 92
4.10 Consideraes finais ............................................................................................... 95
5 Metodologia de apoio definio e avaliao de solues no modelo GenPDM ................ 99
5.1 Metodologia ............................................................................................................ 99
5.2 Resumo da metodologia proposta .......................................................................... 102
5.3 Deciso multicritrio .............................................................................................. 104
xi
6 Etapa 1: Definio da abrangncia do estudo ................................................................ 109
6.1 Identificao das funes envolvidas (A1) .............................................................. 109
6.2 Identificao de participantes no estudo (A2) ......................................................... 111
7 Etapa 2: Criao de soluo inicial ................................................................................ 113
7.1 Recolha de dados (A1) .......................................................................................... 114
7.2 Classificao de dados (A2) ................................................................................... 116
7.3 Definio de tipos de parmetros (A3) ................................................................... 121
7.4 Definio de referncias genricas (A4) ................................................................. 128
7.5 Definio de tipos de operaes (A5) ..................................................................... 141
7.6 Definio de listas de materiais genricas (A6) ....................................................... 145
7.7 Definio de gamas operatrias genricas (A7) ...................................................... 149
8 Etapa 3: Avaliao da soluo inicial ............................................................................. 153
8.1 Critrios propostos ................................................................................................ 153
8.1.1 Critrio NAEUPDM Nmero de Aes de Execuo do Utilizador na gesto de
informao de artigos ................................................................................................... 153
8.1.2 Critrio NAEUENC Nmero de Aes de Execuo do Utilizador para o registo de
encomendas ................................................................................................................. 163
8.1.3 Critrio Facilidade de utilizao ...................................................................... 164
8.1.4 Critrio Facilidade de acesso a informao ..................................................... 166
8.2 Atribuio de pesos a critrios (A1) ........................................................................ 168
8.3 Avaliao (A2) ....................................................................................................... 171
9 Etapa 4: Aplicao de aes de melhoria e reavaliao da soluo ................................ 177
9.1 Aplicao de aes de melhoria (A1) ..................................................................... 177
9.2 Reavaliao da soluo (A2) .................................................................................. 179
9.3 Aes de melhoria obrigatrias .............................................................................. 180
9.3.1 Alterar parmetro definido em extenso para herdado .................................... 180
9.3.2 Utilizar caractersticas em expresses de consumo......................................... 181
xii
9.3.3 Utilizar caractersticas em expresses de relacionamento entre parmetros .... 182
9.4 Aes de melhoria opcionais ................................................................................. 184
9.4.1 Diminuir nmero de parmetros das referncias genricas ............................. 184
9.4.2 Diminuir nmero de parmetros dos tipos de operaes ................................ 189
9.4.3 Aumentar nmero de parmetros em referncias genricas ........................... 191
9.4.4 Aumentar nmero de parmetros em tipos de operaes ............................... 194
9.4.5 Agrupar referncias genricas ........................................................................ 196
9.4.6 Agrupar tipos de operaes............................................................................ 201
9.4.7 Dividir referncias genricas .......................................................................... 204
9.4.8 Dividir tipos de operaes .............................................................................. 207
9.4.9 Alterar parmetro em extenso para compreenso ......................................... 210
9.5 Consideraes finais ............................................................................................. 212
10 Concluso ................................................................................................................. 213
10.1 Contributos do trabalho desenvolvido ..................................................................... 213
10.2 Limitaes do trabalho desenvolvido ...................................................................... 215
10.3 Trabalho futuro ..................................................................................................... 217
Referncias Bibliogrficas ..................................................................................................... 219
ANEXO A Fonte de Informao Ficha tcnica .................................................................. 225
ANEXO B Fonte de Informao Nota de Encomenda ....................................................... 226
ANEXO C Fonte de Informao Acompanhamento de produo ...................................... 227
ANEXO D Exemplo de dados recolhidos ............................................................................. 228
xiii
ndice de Figuras
Figura 1 Classificao da CM e produo orientada ao cliente utilizando o CODP adaptado de Thoben (2003) . 11
Figura 2 Informao base dos SPCP (Gomes, Lima e Martins 2010) .................................................................. 19
Figura 3 a) Elementos de uma BOM adaptado de Scheer (1994); b) Exemplo de uma BOM ............................ 23
Figura 4 a) e b) Exemplos de representao de BOM adaptado de Orlicky (1975) e Plossl (1995) .................... 23
Figura 5 BOM simplificada de PA1 ..................................................................................................................... 24
Figura 6 Classificao de artigos adaptado de Silva (2005) ............................................................................. 25
Figura 7 Representao da BOM multinvel (a) em grafo; (b) em rvore invertida; (c) indentada e (d) em matriz .. 29
Figura 8 a) Representao tradicional de BOMs; b) Utilizao de Gozinto Graphs adaptado de Scheer (1994) .. 30
Figura 9 Representao da BOM de nvel nico (a) em grafo; (b) em rvore invertida e (c) indentada .................. 31
Figura 10 BOM resumida em rvore de PA1 ...................................................................................................... 32
Figura 11 a) Representao de trs operaes: O1,O2 e O3; b) BOMO de PA1 adaptado de Scheer (1994) ..... 35
Figura 12 Gama operatria: a) de sequncia nica; b) sem precedncias; c) com sequncias alternativas
adaptado de Scheer (1994) .................................................................................................................................. 36
Figura 13 Associao de componentes s operaes adaptado de Scheer (1994) ........................................... 36
Figura 14 Modelo de um SPCP simplificado adaptado de Vollmann, et al. (2005) ............................................ 39
Figura 15 Funes de Planeamento e Controlo da Produo adaptado de Scheer (1994) ................................ 40
Figura 16 Esquema do MRP II com os trs nveis de planeamento retirado de Courtois, Pillet e Martin (2007) . 41
Figura 17 Funes utilizadoras da informao PDM-PCP .................................................................................... 43
Figura 18 Populao de artigos e artigo especfico adaptado de Aydin e Gngr (2005) ................................... 47
Figura 19 Exemplo ilustrativo de referenciao direta: BOM adaptado de Hegge e Wortmann (1991) ............... 48
Figura 20 Representao da populao de artigos atravs de famlias adaptado de Aydin e Gngr (2005) ...... 50
Figura 21 Definio de grupos de artigos para a criao de referncias genricas adaptado de Martins (2008) 52
Figura 22 a) Representao grfica de referncia genrica G-REFi; b) Domnio de valores dos parmetros de G-
REFi; c) Variantes de G-REFi adaptado de Martins (2008) .................................................................................... 53
Figura 23 Representao grfica para tipo de parmetro definido: a) em extenso (L) e b) em compreenso (V); c)
Domnio de valores em extenso (L); d) Domnio de valores em compreenso (V) adaptado de Martins (2008) ... 58
Figura 24 a) e b) Representao grfica para a definio de parmetros a partir de tipos de parmetros; c)
Definio do domnio de valores dos parmetros da referncia genrica R-GEN adaptado de Martins (2008)....... 59
Figura 25 Identificao da referncia genrica pai: a) G-Ref4; b) Cadeira 5612G .................................................. 61
Figura 26 Identificao dos componentes genricos de: a) G-REF4 adaptado de Martins (2008); b) Cadeira
5612G.................................................................................................................................................................. 61
Figura 27 Identificao das referncias genricas dos componentes genricos de G-REF4 ................................... 62
Figura 28 Identificao das referncias genricas dos componentes genricos de Cadeira 5612G ...................... 63
Figura 29 Relao entre os parmetros dos componentes genricos e da referncia pai G-REF4 adaptado de
Martins (2008) ..................................................................................................................................................... 64
Figura 30 Relao entre os parmetros dos componentes genricos e da referncia pai Cadeira 5612G ............. 65
xiv
Figura 31 Definio dos consumos dos componentes genricos de G-REF4 adaptado de Martins (2008) .......... 66
Figura 32 Definio dos consumos dos componentes genricos da Cadeira 5612G ............................................ 66
Figura 33 Lista de materiais genrica com dois nveis de G-REF4 adaptado de Martins (2008) .......................... 67
Figura 34 Lista de materiais genrica com dois nveis de Cadeira 5612G ........................................................... 68
Figura 35 Lista de materiais com estrutura multinvel para uma variante adaptado de Martins (2008) ............. 69
Figura 36 Representao de domnios L, V e H associados aos parmetros .............................................. 70
Figura 37 Parmetro do tipo lista "L" e herdado "H" adaptado de Martins (2008) ........................................... 71
Figura 38 Parmetro do tipo lista "L" e "H" para as referncias genricas Cadeira 5612G e Estofo 8113G ......... 71
Figura 39 Representao grfica para tipo de operao e parmetros adaptado de Martins (2008).................. 75
Figura 40 a) Seleo da referncia genrica pai; b) Tipos de operaes e c)Definio da gama operatria genrica
adaptado de Martins (2008) .............................................................................................................................. 76
Figura 41 a) Seleo da referncia genrica Encosto 7832G; b) Tipos de operaes Cortar 10G e Coser 20G e
c)Definio da gama operatria genrica para Encosto 7832G .............................................................................. 77
Figura 42 Associao de um tipo de operao a cada operao genrica adaptado de Martins (2008)............. 77
Figura 43 Associao do tipo de operao a cada operao genrica de Encosto 7832G .................................... 78
Figura 44 Relao entre os parmetros das operaes genricas e os da referncia genrica pai adaptado de
Martins (2008) ..................................................................................................................................................... 79
Figura 45 Relao entre os parmetros das operaes genricas e os da referncia genrica Encosto 7832G . 79
Figura 46 Definio da expresso de consumo para a operao genrica OG4 adaptado de Martins (2008) ...... 80
Figura 47 Definio da expresso de consumo para a operao genrica OG2 de 7832G .................................... 81
Figura 48 Representao grfica para caractersticas de tipos de parmetros adaptado de Martins (2008) ...... 83
Figura 49 Expresses com caractersticas no relacionamento entre parmetros e na definio do consumo de um
componente genrico adaptado de Martins (2008) ............................................................................................. 84
Figura 50 Expresses de consumo e de relacionamento entre parmetros atravs de funes especiais
adaptado de Martins (2008) ................................................................................................................................. 87
Figura 51 GBOMO de multinvel da referncia genrica Fato FT01 ...................................................................... 90
Figura 52 Estruturao da metodologia proposta .............................................................................................. 101
Figura 53 Identificao das etapas da metodologia ADA-GenPDM ..................................................................... 102
Figura 54 Precedncias entre etapas ............................................................................................................... 103
Figura 55 Atividades da etapa Definio da abrangncia do estudo .................................................................. 109
Figura 56 Funes de PCP com horizonte de planeamento a mdio prazo ........................................................ 109
Figura 57 Matriz Funes/Organizao ............................................................................................................ 112
Figura 58 Atividades da etapa Criao de soluo inicial .................................................................................. 113
Figura 59 Precedncias entre as atividades da etapa Criao de soluo inicial ................................................ 113
Figura 60 Exemplo de um sistema de codificao de matrias-primas .............................................................. 116
Figura 61 Funo que define as relaes entre os valores do tipo de parmetro Tecido e da caracterstica
Padro ............................................................................................................................................................ 126
Figura 62 Redefinio de referncias genricas aps classificao PCP ............................................................ 129
Figura 63 Seleo de valores para o parmetro P2 Cor da referncia Boto .................................................... 139
xv
Figura 64 Passos da atividade Definio de listas de materiais genricas (A6) .................................................. 145
Figura 65 Precedncias entre os passos da atividade Definio de listas de materiais genricas ....................... 146
Figura 66 Identificao dos componentes genricos da referncia genrica Cala 7069 ................................... 146
Figura 67 Identificao das referncias genricas dos componentes genricos de Cala 7069 .......................... 147
Figura 68 Relaes entre os parmetros dos componentes genricos e os da referncia pai Cala 7069 .......... 148
Figura 69 Definio das expresses de consumo dos componentes genricos da referncia Cala 7069 .......... 149
Figura 70 Passos da atividade Definio de gamas operatrias genricas (A7) .................................................. 150
Figura 71 Precedncias entre os passos da atividade Definio de gamas operatrias genricas....................... 150
Figura 72 Definio da gama operatria genrica da referncia Cala 7069 ..................................................... 151
Figura 73 - Atividades da etapa Avaliao da soluo .......................................................................................... 153
Figura 74 Exemplo de clculo do NAEU para a definio de tipos de parmetros............................................... 157
Figura 75 Exemplo de clculo do NAEU para a caracterizao de artigos .......................................................... 158
Figura 76 Exemplo de clculo do NAEU para a caracterizao de tipo de operaes ......................................... 160
Figura 77 Exemplo de clculo do NAEU para a definio de listas de materiais ................................................. 161
Figura 78 Exemplo de clculo do NAEU para a definio de gamas operatrias ................................................ 163
Figura 79 Alternativas de representao da informao .................................................................................... 165
Figura 80 a) Variantes de G-REF; b) Valor do parmetro P1 igual a V1,1; c) Variantes com valor de P1 igual a V1,1 ... 166
Figura 81 Valores dos parmetros da referncia genrica Boto ....................................................................... 167
Figura 82 a) Variantes de Boto; b) Valor do parmetro P2 - Cor igual a 49-Castanho; c) Variantes com cor (P2)
igual a 49-Castanho ............................................................................................................................................ 168
Figura 83 Etapa 4 - Aplicao de aes de melhoria e reavaliao .................................................................... 177
Figura 84 Representao grfica da ao "Alterar parmetro do tipo lista para herdado" .................................. 180
Figura 85 Representao grfica da ao "Utilizar caractersticas em expresses de consumo" ........................ 181
Figura 86 Representao grfica da ao "Utilizar caractersticas em expresses de relacionamento entre
parmetros" ....................................................................................................................................................... 183
Figura 87 Representao grfica da ao "Diminuir nmero de parmetros das referncias genricas" ............ 185
Figura 88 Fluxograma para a ao "Diminuir nmero de parmetros das referncias genricas" ...................... 186
Figura 89 Representao grfica da ao "Diminuir nmero de parmetros dos tipos de operaes" ................ 189
Figura 90 Fluxograma para a ao "Diminuir nmero de parmetros dos tipos de operaes" .......................... 190
Figura 91 Representao grfica da ao "Aumentar nmero de parmetros em referncias genricas" ........... 191
Figura 92 Fluxograma para a ao "Aumentar nmero de parmetros em referncias genricas" ..................... 193
Figura 93 Representao grfica da ao "Aumentar nmero de parmetros em tipos de operaes" .............. 194
Figura 94 Fluxograma para a ao "Aumentar nmero de parmetros em tipos de operaes" ........................ 196
Figura 95 Representao grfica da ao "Agrupar referncias genricas" ....................................................... 197
Figura 96 Fluxograma para a ao "Agrupar referncias genricas ................................................................... 198
Figura 97 Representao grfica da ao "Agrupar tipos de operaes" ........................................................... 201
Figura 98 Fluxograma para a ao "Agrupar tipos de operaes" ..................................................................... 202
Figura 99 Representao grfica da ao "Dividir referncias genricas" .......................................................... 204
Figura 100 Fluxograma para a ao "Dividir referncias genricas" .................................................................. 206
xvi
Figura 101 Representao grfica da ao "Dividir tipos de operaes" ........................................................... 207
Figura 102 Fluxograma para a ao "Dividir tipos de operaes"...................................................................... 209
Figura 103 Representao grfica da ao "Alterar parmetro em extenso para compreenso" ...................... 210
Figura 104 Fluxograma para a ao "Alterar parmetro em extenso para compreenso" ................................ 211
xvii
ndice de Tabelas
Tabela 1 Exemplo de ficheiro mestre do artigo MP1 adaptado de Russell e Taylor (2009) ................................ 21
Tabela 2 Critrios para a criao de artigos ........................................................................................................ 27
Tabela 3 Exemplo ilustrativo de referenciao direta: cdigo e descrio dos artigos ........................................... 48
Tabela 4 Exemplo ilustrativo de referenciao genrica: Referncia genrica, parmetros e valores de parmetro54
Tabela 5 Variantes possveis para as referncias genricas Estofo 8113G e Cadeira escritrio 5612G ................. 55
Tabela 6 Terminologia relacionada com a caracterizao de artigos adotada pelos diferentes modelos de
referenciao genrica .......................................................................................................................................... 55
Tabela 7 Tipos de parmetros e valores utilizados para o exemplo da cadeira de escritrio ................................. 59
Tabela 8 Principais conceitos de modelos de referenciao genrica relacionados com GBOM ........................... 72
Tabela 9 Exemplo ilustrativo: Tipos de operaes, parmetros e valores ............................................................. 75
Tabela 10 Terminologia sobre operaes e gama operatria adotada pelos modelos de referenciao genrica
GBOMOJiao e GenPDM ............................................................................................................................................ 81
Tabela 11 Exemplo de domnio e contradomnio de uma funo F1(P3) .............................................................. 88
Tabela 12 Referncias Genricas, parmetros e valores de parmetro ................................................................ 91
Tabela 13 Tipos de operaes, parmetros e valores de parmetro .................................................................... 92
Tabela 14 Nmero de registos na referenciao direta e genrica ...................................................................... 93
Tabela 15 Principais caractersticas dos modelos de referenciao direta e genrica .......................................... 95
Tabela 16 Atratividade de cada nvel em relao ao nvel neutro representativo da referenciao direta adaptado
de Bana e Costa, Ferreira e Corra (2000) e Pereira (2003) ................................................................................ 107
Tabela 17 Exemplos de fontes de informao por funo ................................................................................. 115
Tabela 18 Dados sobre alguns artigos da famlia de botes .............................................................................. 119
Tabela 19 Primeira separao de dados sobre as descries de artigos da famlia de botes ............................ 119
Tabela 20 Exemplos de uniformizao de dados .............................................................................................. 120
Tabela 21 Dados aps a ltima separao sobre os artigos da famlia de botes .............................................. 120
Tabela 22 Exemplo de aplicao: dados e classificao .................................................................................... 121
Tabela 23 Matriz tipos de parmetros/valores.................................................................................................. 123
Tabela 24 Matriz tipos de parmetros/valores aps reviso.............................................................................. 124
Tabela 25 Caso de estudo: Matriz Caractersticas de Tipos de Parmetros ....................................................... 125
Tabela 26 Tipos de parmetros, valores e caractersticas ................................................................................. 127
Tabela 27 Classificao de referncias genricas na perspetiva do PCP ........................................................... 129
Tabela 28 Matriz referncias genricas/referncias genricas .......................................................................... 130
Tabela 29 Matriz referncias genricas/referncias genricas atualizada com nova referncia genrica Forro 131
Tabela 30 Exemplo de aplicao: matriz referncias genricas/tipos de parmetros ......................................... 133
Tabela 31 Exemplo de aplicao: matriz referncias genricas/tipos de parmetros ......................................... 134
Tabela 32 Matriz referncias genricas/referncias genricas atualizada com novas referncias genricas PF .. 135
xviii
Tabela 33 Exemplo de aplicao: matriz referncias genricas/tipos de parmetros atualizada ........................ 136
Tabela 34 Exemplo de aplicao: Referncias genricas e respetivos parmetros ............................................. 138
Tabela 35 Exemplo de aplicao: Referncias genricas e domnio de valores de cada parmetro .................... 140
Tabela 36 Exemplo de aplicao: matriz tipos de operaes/tipos de parmetros ............................................ 142
Tabela 37 Exemplo de aplicao: matriz tipos de operaes/tipos de parmetros atualizada ............................ 143
Tabela 38 Exemplo de aplicao: Tipos de operaes e respetivos parmetros ................................................. 143
Tabela 39 Exemplo de aplicao: Tipos de operaes e domnio de valores de cada parmetro ........................ 144
Tabela 40 AEU de criao e de seleo ............................................................................................................ 154
Tabela 41 Clculo do NAEUPDM_RD e do NAEUPDM_RG ................................................................................................ 163
Tabela 42 Ordenao dos critrios exemplo .................................................................................................. 169
Tabela 43 Pesos relativos e normalizados exemplo ....................................................................................... 170
Tabela 44 Atratividade para os critrios quantitativos de acordo com nveis Neutro e Melhor ...................... 172
Tabela 45 Exemplo da definio da atratividade ............................................................................................... 173
Tabela 46 Resultados do modelo de agregao ................................................................................................ 174
Tabela 47 Ordenao dos critrios por ordem decrescente de Ganho Mximo (GMi) ......................................... 175
Tabela 48 Aes propostas e critrios em que a avaliao da soluo pode ser alterada ................................... 178
Tabela 49 Resultados do modelo de agregao aps uma ao fictcia de melhoria (p=2)................................. 179
Tabela 50 Aes obrigatrias propostas e critrio em que a avaliao da soluo pode ser alterada.................. 180
Tabela 51 Aes opcionais propostas e critrios em que a avaliao da soluo pode ser alterada ................... 184
Tabela 52 Caracterizao das referncias genricas aps agrupamento de parmetros .................................... 188
Tabela 53 Caracterizao do tipo de operao Bordar aps agrupamento de parmetros .............................. 191
Tabela 54 Ao de melhoria: matriz referncias genricas/tipos de parmetros (grupos) .................................. 197
Tabela 55 Ao de melhoria: Matriz referncias genricas/tipos de parmetros ............................................... 199
Tabela 56 Ao de melhoria: Matriz referncias genricas/referncias genricas .............................................. 199
Tabela 57 Ao de melhoria: matriz tipos de operaes/tipos de parmetros (grupos) ..................................... 203
Tabela 58 Ao de melhoria: Matriz tipos de operaes/tipos de parmetros ................................................... 203
xix
Lista dos principais Acrnimos e Siglas
ADA-GenPDM Apoio Definio e Avaliao de solues utilizando o modelo GenPDM
AEU Ao de Execuo do Utilizador
ATO Assemble To Order
BOM Bill Of Materials
BOO Bill Of Operations
CAD Computer Aided Design
CAD/CAM Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing
CM Customizao em Massa
CNC Computer Numeric Control
CODP Customer Order Decoupling Point
CRP Capacity Requirements Planning
ERP Enterprise Resource Planning
ETO Engineer to order
GBOM Generic bill of materials
GBOMO Generic bill of materials and operations
GBOO Generic bill of operations
GenPDM Generic Product Data Model
MACBETH Measuring Attractiveness by a Categorical Based Evaluation Technique
MRP Materials Requirements Planning
MRP II Manufacturing Resource Planning
MTO Make To Order
MTS Make To Stock
NAEU Nmero de Aes de Execuo do Utilizador
NAEUBOM_RG Nmero de Aes de Execuo do Utilizador para definio de listas de
materiais na referenciao genrica
NAEUCA_RG Nmero de Aes de Execuo do Utilizador para a caracterizao de artigos
na referenciao genrica
NAEUCTO_RG Nmero de Aes de Execuo do Utilizador para a caracterizao de tipos
operaes na referenciao genrica
NAEUENC Nmero de Aes de Execuo do Utilizador para o registo de encomendas
NAEUENC_RD Nmero de Aes de Execuo do Utilizador para o registo de encomendas
na referenciao direta
xx
NAEUENC_RG Nmero de Aes de Execuo do Utilizador para o registo de encomendas
na referenciao genrica
NAEUGO_RG Nmero de Aes de Execuo do Utilizador para a definio de gamas
operatrias na referenciao genrica
NAEUPDM Nmero de Aes de Execuo do Utilizador na gesto de informao de
artigos
NAEUPDM_RD Nmero de Aes de Execuo do Utilizador na gesto de informao de
artigos na referenciao direta
NAEUPDM_RG Nmero de Aes de Execuo do Utilizador na gesto de informao de
artigos na referenciao genrica
NAEUTP Nmero de Aes de Execuo do Utilizador na definio de Tipos de
Parmetros
PCP Planeamento e Controlo da Produo
PDM Product Data Management
PDM-PCP Product Data Management no Planeamento e Controlo da Produo
PDP Planeamento Diretor de Produo
SPCP Sistemas de Planeamento e Controlo da Produo
1
1 Introduo
O tema central deste trabalho de investigao a gesto da informao de artigos, do ingls
Product Data Management (PDM), na perspetiva dos Sistemas de Planeamento e Controlo da
Produo (SPCP). Pretende-se contribuir, de uma forma geral, para a investigao sobre
modelos de representao de informao de artigos e, de uma forma especfica, para a definio
de abordagens, procedimentos e ferramentas de apoio implementao e avaliao, em
organizaes industriais, de solues de representao baseadas em conceitos de referenciao
genrica.
Este captulo comea com a apresentao do enquadramento, seguida da identificao do
problema explorado e dos objetivos gerais do trabalho. O captulo termina com a apresentao
da estrutura da tese.
1.1 Enquadramento
Alteraes no mundo industrial centradas na procura de produtos mais personalizados com
baixo prazo de entrega e alta qualidade, tm levado as organizaes industriais a repensarem os
produtos que disponibilizam ao mercado, bem como os modelos associados aos processos de
gesto existentes ao longo da cadeia de abastecimento. Pelas suas caractersticas, os modelos
de gesto da produo associados aos paradigmas de produo tradicionais, como a produo
em massa, tornam-se incapazes de responder aos novos requisitos e novos desafios do
mercado. Novos mtodos de abordagem ao mercado, novos modelos de organizao e gesto
da produo e sistemas de informao capazes de os suportar, tm sido frequentemente
indicados pela literatura da especialidade como meios de resposta a estas mudanas.
Neste contexto, o aparecimento de novos paradigmas de produo direcionados para ambientes
de grande diversidade de artigos, como a Customizao em Massa (CM) do ingls Mass
Customization, tem como objetivo satisfazer as necessidades especficas de cada cliente e, ao
mesmo tempo, salvaguardar os benefcios da produo em massa, como a qualidade, os prazos
de entrega e o baixo custo de produo (Pine 1993a). Estes novos paradigmas contriburam
para um aumento substancial da diversidade de produtos finais, de matrias-primas e de
semiacabados. Como consequncia, diversos desafios foram impostos a organizaes que
2
tentam, ou tm, que implementar estes novos paradigmas de produo. Um dos desafios mais
destacados na literatura a gesto da diversidade e as suas implicaes no espao fabril (shop
floor) e nos SPCP. Enquanto as implicaes ao nvel do espao fabril tm sido suportadas por
tecnologia flexvel e sistemas de produo reconfigurveis, os sistemas de informao para
suporte ao planeamento e controlo da produo (PCP) carecem de modelos satisfatrios para
especificar e gerir a informao associada a todas as possveis variantes dos produtos (Olsen,
Saetre e Thorstenson 1997).
Devido ao aumento da quantidade de artigos, a gesto da informao sobre esses artigos, sobre
operaes, listas de materiais (BOM) e gamas operatrias, tornou-se um problema para os
sistemas de informao para PCP (Hegge e Wortmann 1991). Toda a informao gerada e
gerida pela funo PDM (Jiao, et al. 2000) que a disponibiliza para as outras reas funcionais
dos SPCP, como planeamento diretor de produo, planeamento de necessidades de materiais e
capacidade.
Normalmente, a funo PDM responsvel por um conjunto de processos, entre os quais se
destacam os relacionados com desenhos de engenharia (e.g. desenho CAD), programas para a
utilizao de ferramentas de mquinas de controlo numrico, caracterizao de artigos,
processos produtivos, BOM e outros (Eynard, Gallet e Roucoules 2006). Neste trabalho, o mbito
da funo PDM foi limitado gesto de informao do artigo na perspetiva da sua utilizao
pelas funes do PCP, denominada nesta tese por PDM-PCP. Numa perspetiva mais concreta,
este trabalho aborda as temticas de caracterizao de artigos, BOM, operaes, gamas
operatrias na perspetiva das funes de PCP.
Os modelos de representao de informao dos artigos para PCP podem ser divididos em dois
grandes grupos (Scheer 1994, Gomes, Lima e Martins 2009): modelos de referenciao direta e
modelos de referenciao genrica. Nos modelos de referenciao direta, cada artigo
identificado e tratado de forma independente, e para cada um existe um cdigo de identificao,
uma BOM e uma gama operatria (Du, Jiao Y. e Jiao J. 2005, Sousa, Martins e Lima 2009).
Com o aumento da diversidade, as limitaes dos modelos de referenciao direta para gesto
da informao dos artigos foram-se tornando cada vez mais evidentes. De facto, diversos autores
tm apresentado variadas abordagens, caracterizadas por conceitos mais genricos, para
representar a informao sobre o artigo, procurando diminuir a complexidade e o esforo na
gesto da sua informao. Neste sentido, e com o objetivo de colmatar esta lacuna, surgiram os
3
modelos de referenciao genrica, que tm como denominador comum a identificao de
grupos de artigos ou famlias de produtos.
1.2 Identificao do Problema e Definio de Objetivos
Os modelos de referenciao genrica que tm surgido na literatura reclamam a capacidade de
especificar e gerir de forma mais eficiente a informao sobre os artigos. Estes modelos
representam os artigos em grupos ou famlias, tendo em conta as suas propriedades, BOM e
gama operatria. A utilizao destes modelos em ambientes de grande diversidade de artigos
conduz a uma diminuio substancial do esforo na representao de informao do produto,
por comparao com os modelos tradicionais, em que cada artigo tem o seu cdigo, lista de
materiais e gama operatria (Olsen, Saetre e Thorstenson 1997, Jiao, et al. 2000, Gomes, Lima
e Martins 2009).
A capacidade de representao e a flexibilidade destes modelos colocam novos desafios no seu
processo de implementao em organizaes industriais. Estes desafios esto relacionados com
a definio e avaliao de alternativas para a criao de artigos, operaes, BOM e gamas
operatrias. A definio e avaliao de alternativas de implementao e a seleo da que melhor
se adequa a cada organizao, so atividades importantes no processo de implementao de
sistemas informticos para apoio aos SPCP, na medida em que influenciam o tempo de
arranque do sistema, e condicionam a qualidade da informao e a eficincia com que o
sistema responder s solicitaes dos seus utilizadores durante perodos relativamente longos
de funcionamento das organizaes.
A avaliao de uma alternativa, que satisfaa os objetivos das funes do PCP que dela
dependem, atravs da quantificao do esforo de representao da informao e a comparao
com uma soluo obtida num modelo tradicional, so dois processos que apoiam as
organizaes na tomada de deciso sobre a soluo a implementar.
Este trabalho apresenta um conjunto de modelos de referenciao genrica, bem como os seus
principais conceitos e funcionalidades. No entanto, um conjunto de fatores levou utilizao de
um modelo em particular modelo GenPDM (Generic Product Data Model) (Martins 2008,
Martins e Sousa 2013) desenvolvido no Departamento de Produo e Sistemas da
Universidade do Minho:
4
A colaborao no desenvolvimento do modelo e na sua implementao em contexto
industrial;
A oportunidade da sua experimentao na indstria atravs de casos de estudo;
O constante melhoramento de funcionalidades propostas no modelo, bem como a
implementao de outras;
A sua implementao em sistemas PCP integrados e o reconhecimento da
reestruturao necessria s funes de PCP.
A necessidade de utilizao deste tipo de referenciao reconhecida para ambientes de grande
diversidade, mas a ausncia de metodologias de implementao de modelos de referenciao
genrica notria. Neste contexto, este trabalho de investigao tem como principal objetivo o
desenvolvimento de uma metodologia para apoiar a implementao de referenciao genrica
de artigos numa organizao industrial, utilizando o modelo GenPDM, e considerando os
desafios supracitados e propostos pela referenciao genrica. A concretizao deste objetivo
dever resultar na:
1. Apresentao de um conjunto de passos de apoio ao utilizador do modelo GenPDM no
processo de definio de uma soluo para a representao da informao de todos os
artigos, operaes, listas de materiais e gamas operatrias;
2. Definio de um mtodo de avaliao da soluo obtida e comparao com uma
soluo em referenciao direta para a representao da mesma informao;
3. Proposta de mecanismos de melhoria da avaliao da soluo obtida no ponto 1.
Para a concretizao do objetivo, a metodologia dever, numa fase inicial de aplicao, apoiar a
modelao da informao sobre os artigos, operaes, listas de materiais e gamas operatrias,
utilizando os conceitos e funcionalidades especficos do modelo GenPDM (referncias genricas,
listas de materiais genricas, tipos de operaes e gamas operatrias genricas), para a
populao de artigos existentes numa organizao industrial. Numa segunda fase, avaliar a
soluo obtida, de acordo com um conjunto de critrios, e indicar aes que possam melhorar
progressivamente a avaliao global da soluo.
A soluo para a representao de informao de artigos dever considerar as diferentes
utilizaes da informao pelas funes de PCP e, ao mesmo tempo, centrar-se- em reduzir o
esforo do utilizador na representao da informao, em comparao com a utilizao de
modelos de referenciao direta.
5
1.3 Estrutura da Tese
Esta tese composta por dez captulos. O primeiro captulo apresenta o enquadramento do
trabalho, a identificao do problema e a apresentao dos objetivos, e termina com a descrio
da organizao da tese.
O captulo 2 apresenta o paradigma da Customizao em Massa (CM) como um exemplo
representativo de ambientes de grande diversidade de artigos. So descritos conceitos gerais,
caractersticas, nveis, benefcios e desafios sobre este paradigma.
No captulo 3 Gesto de Informao de artigos no Planeamento e Controlo da Produo
revm-se contedos de informao relacionados com artigos, operaes, listas de materiais e
gamas operatrias, utilizados pelas diversas funes do PCP.
No captulo 4 Modelos de representao de informao de artigos so revistos os modelos
para a representao da informao de artigos, modelos de referenciao direta e de
referenciao genrica. O captulo descreve os principais conceitos, potencialidades e
representao grfica dos elementos presentes no modelo GenPDM, relacionados com os tipos
de informao propostos no captulo 3. Neste captulo tambm apresentado um caso de
estudo onde se compara a utilizao de referenciao genrica e direta, concretizando-se uma
primeira abordagem definio de um mtodo de comparao entre os dois tipos de
referenciao.
A apresentao da viso global da metodologia proposta apresentada no captulo 5 e cada
uma das suas etapas detalhada nos captulos seguintes: captulo 6 Etapa 1: Definio da
abrangncia do estudo; captulo 7 Etapa 2: Criao de soluo inicial; captulo 8 Etapa 3:
Avaliao da soluo inicial e captulo 9 Etapa 4: Aplicao de aes de melhoria e reavaliao
da soluo.
O captulo 10 Concluso apresenta as contribuies do trabalho desenvolvido, bem como as
suas limitaes, terminando com propostas de melhoria e continuidade do trabalho.
6
7
2 Diversidade de artigos e Customizao em Massa
A produo em massa caracteriza-se pela produo de grandes quantidades de produtos
padronizados, com o objetivo de baixos custos de produo, prazos de entrega reduzidos, boa
qualidade do produto final e taxas de produo elevadas. Este paradigma teve como exemplo a
produo do modelo T da Ford, implantado por Henry Ford, no incio do sculo XX. A produo
em massa foi tambm a soluo para um rpido e barato preenchimento das necessidades de
bens materiais e produtos na Europa Central, depois das I e II Guerras Mundiais (Tsigkas e
Chatzopoulos 2009).
Atualmente as organizaes enfrentam mercados mais sofisticados e competitivos,
caracterizados por clientes que tendem a exigir produtos individualizados e personalizados
(Olsen, Saetre e Thorstenson 1998). Uma das consequncias desta mudana de exigncias do
mercado o aumento da diversidade em todas as classes de artigos existentes numa
organizao industrial matrias-primas, semiacabados e produtos finais , bem como o
aumento da complexidade e variedade dos processos de produo. Este fenmeno deu origem
ao aparecimento de novos paradigmas de produo, com destaque para a Customizao em
Massa (CM) (Pine 1993a). A CM tem como objetivo responder s necessidades especficas de
cada cliente e, ao mesmo tempo, tirar partido dos benefcios da produo em larga escala
(Tseng e Jiao 1996).
Neste captulo apresentada uma reviso bibliogrfica sobre a temtica da CM como exemplo
representativo de ambientes de grande diversidade de artigos. A primeira seco (2.1) apresenta
alguns conceitos e definies relacionados com a CM, bem como nveis e fatores de sucesso
identificados na literatura. Na seco 2.2 so apresentados os benefcios esperados para
clientes e organizaes industriais com a implementao da CM. Na ltima seco (2.3) so
apresentados os desafios da implementao da CM para as organizaes industriais.
2.1 Caracterizao da CM
A CM tem sido alvo de grande interesse, tanto por parte do mundo acadmico como do mundo
industrial. Na literatura tm surgido diversas definies para CM, umas mais abrangentes, outras
mais especficas. Duray, et al. (2000) defendem que ainda no se estabeleceram bons limites
conceptuais para o termo. Thoben (2003) partilha da mesma opinio ao afirmar que no existe
8
um entendimento na literatura sobre o conceito, na medida em que as definies variam de
muito amplas e gerais para muito prticas e especficas.
No entanto, apesar das vrias definies existentes na literatura, possvel encontrar alguns
padres. H autores que referem a CM como uma estratgia de produo de produtos
individualizados, de acordo com as necessidades especficas do cliente, a um custo tpico da
produo em massa, e com prazos de entrega menores (Pine 1993a). Turowski (2002)
acrescenta que a CM tornou-se muito mais que uma estratgia de marketing, sendo uma sntese
entre a produo em massa e a produo de produtos altamente especializados e
individualizados. Du, Jiao Y. & Jiao J. (2005) afirmam que a CM tem sido reconhecida como um
processo eficaz para as organizaes satisfazerem as necessidades particulares de cada cliente.
Requisitos de implementao
Diversos trabalhos apresentam requisitos para a implementao da CM. A utilizao de
processos de produo flexveis, tecnologias de informao de ponta e integrao dos processos
das vrias reas funcionais, so trs caractersticas bastante referidas em trabalhos relacionados
com a implementao da CM. Segundo Frutos e Borenstein (2004), os requisitos para se
atingirem os objetivos da CM passam pelo abastecimento de produtos e servios projetados para
o cliente, atravs de processos altamente flexveis e integrados, produo flexvel e tecnologias
de informao (TI) inovadoras. Para Blecker e Graf (2004), a utilizao de arquiteturas de
software convencionais insuficiente para responder aos requisitos da implementao da CM.
Sistemas e tecnologias de informao inovadores, com o recurso internet, so considerados
fundamentais para a viso de Turowski (2004) sobre a CM. Estes sistemas e tecnologias so
essenciais para redes de fornecimento de produtos e servios conduzidos pela procura,
envolvendo todas as organizaes, desde os fornecedores de matrias-primas at aos
distribuidores do produto ao cliente, integrando funes como desenvolvimento do produto,
pesquisa do mercado, vendas, produo, expedio e servio ao cliente (Liu, Shah e Schroeder
2012).
As abordagens a produto modular e viso centrada no cliente tambm foram exploradas por
vrios autores (Pine 1993a, Duray, et al. 2000, Piller e Kumar 2006). Estes referem a utilizao
de projetos de produto modular para rapidamente criar produtos que possam ir ao encontro das
necessidades do cliente, ou at exceder as suas expetativas. Desenvolvimento de famlias do
9
produto de forma proactiva em torno de uma arquitetura de produto modular, processo de
encomenda baseado na configurao do produto e construo de padres CAD (do ingls
computer-aided design), parametrizados com ligaes automticas CAD/CAM (do ingls
computer-aided design and computer-aided manufacturing) para equipamento CNC (do ingls
Computer Numeric Control), so associados CM no trabalho de Mula, Poler e Garca (2004).
Este trabalho tambm refere a necessidade de implementao de produo com capacidade de
lote nico, com um rpido abastecimento de materiais padro e a criao de sistemas geis de
produo.
Piller e Kumar (2006) acrescentam que a CM essencialmente uma abordagem caracterizada
por processos centrados no cliente. A abordagem deve resultar em produtos ou servios que
respondam s necessidades e desejos de cada cliente individual mas que, ao mesmo tempo,
evitem os excessos ligados customizao total. Depner (2009) considera a CM uma estratgia
para as empresas se aproximarem do cliente, e uma necessidade para estabelecerem uma
maior e melhor ligao com fornecedores, organizaes industriais e clientes.
Na perspetiva da centralizao no cliente em ambiente de CM, no trabalho de Heiskala (2005)
so apresentados trs conceitos fundamentais: produto configurvel, conhecimento de
configurao e configurador de produto. Um produto configurvel representa um produto base,
com um conjunto de opes que o cliente pode selecionar de acordo com as suas necessidades.
As opes disponveis so definidas pela empresa produtora e as instncias dos valores so
especificados pelo cliente. A construo de um produto configurvel consiste na especificao de
um conjunto de elementos ou mdulos pr-definidos, bem como num conjunto de regras de
relacionamentos entre eles definio de interdependncias e incompatibilidades entre opes.
Este conhecimento, que permite apenas configuraes de produtos finais tecnicamente e
fisicamente exequveis, denominado conhecimento de configurao, e deve ser suportado por
sistemas de informao atravs do configurador de produto. Este funciona como interface com o
cliente, permitindo a especificao e o registo do produto desejado pelo mesmo.
Nveis de customizao
A definio de nveis de customizao tambm bastante discutida nos trabalhos sobre CM. A
sua definio permite classificar a personalizao permitida ao cliente, que normalmente associa
o envolvimento do pedido do cliente aos processos de desenvolvimento, produo e entrega do
10
produto especificado (Figura 1). Da Silveira, Borenstein e Fogliatto (2001) analisaram vrios
trabalhos sobre a definio de nveis para a CM, e com base nas abordagens de Gilmore e Pine
(1997), estratgias de Lampel e Mintzberg (1996), estgios de CM de Pine (1993b) e tipos de
CM de Spira (1996), definiram oito nveis genricos para a CM, que vo desde a normalizao
pura (nvel 1) at personalizao pura (nvel 8):
Nvel 1: Estandardizao (padronizao). Nvel mais baixo de personalizao que
consiste em pura padronizao;
Nvel 2: Utilizao. A personalizao ocorre apenas depois da entrega, atravs de
produtos que podem posteriormente ser adaptados a diferentes funes ou situaes;
Nvel 3: Embalagem e distribuio. Utilizao de alternativas para distribuir ou embalar
os produtos padro (e.g. utilizao de etiquetas diferentes e/ou caixas de tamanhos
diferentes, de acordo com segmentos de mercado especficos);
Nvel 4: Servio personalizado para produtos padro (normalmente no ponto de entrega
ao cliente);
Nvel 5: Trabalho simples adicional e personalizado para produtos padro (normalmente
no ponto de entrega ao cliente);
Nvel 6: Montagem. Est relacionada com o arranjo de componentes modulares em
configuraes diferentes, tendo em conta os pedidos dos clientes;
Nvel 7: Fabricao. Refere-se produo de produtos adaptados ao cliente, baseada
em projetos pr-definidos;
Nvel 8: Projeto. Desenvolvimento colaborativo do produto, produo e entrega de
produtos, de acordo com as preferncias individuais do cliente.
O trabalho de Thoben (2003) explora dois paradigmas que tm objetivos em comum no que
respeita eficincia da customizao de produtos e servios: CM e produo orientada ao
cliente (do ingls Customer Driven Manufacturing). Estes distinguem-se utilizando o conceito
Customer Order Decoupling Point (CODP). Este indicador representa o ponto, na cadeia de
abastecimento, a partir do qual tm lugar as atividades orientadas ao pedido do cliente. A Figura
1 ilustra, no eixo horizontal, as principais fases do ciclo de vida do produto e, ao longo no eixo
vertical, quatro tipos de produo: produo para stock (do ingls Make To Stock MTS),
montagem por encomenda (do ingls Assemble To Order ATO), produo por encomenda (do
ingls Make To Order MTO) e engenharia por encomenda (do ingls Engineer To Order ETO).
11
A imagem tambm ilustra que os principais focos da CM esto na ATO e MTO, e de forma
bastante diminuta na ETO. Os tipos de produo associados ao paradigma produo orientada
ao cliente so os mesmos, mas com nveis de utilizao diferentes e com principal foco na ETO.
Em ambos os paradigmas notria a ausncia de associao MTS, caracterstico da produo
em massa.
Figura 1 Classificao da CM e produo orientada ao cliente utilizando o CODP adaptado de Thoben (2003)
Esta abordagem permite classificar uma organizao com os valores baixo, mdio ou alto para o
indicador grau de customizao, dependendo da localizao do CODP. Se o CODP est ao
nvel da ATO, o indicador da organizao classificado com baixo, se est ao nvel da MTO, com
mdio e, por fim, se est ao nvel da ETO, classificada com alto.
Fatores de sucesso
Os fatores de sucesso para a implementao da CM tambm so alvo de explorao na
literatura. O trabalho de Da Silveira, Borenstein e Fogliatto (2001) identificou os seguintes:
Procura, por parte do cliente, de variedade e customizao de produtos;
Condies de Marketing apropriadas;
Cadeia de valor preparada;
Disponibilidade de tecnologia de produo e informao;
12
Produtos customizveis produtos devem ser modularizados, versteis e
completamente renovados;
Estrutura organizacional com capacidade e conhecimento para traduzir novos desejos
dos clientes em novos produtos e servios.
2.2 Benefcios da CM
Os objetivos principais da CM centram-se na produo de produtos personalizados com um
custo, qualidade e prazo de entrega prximos dos da produo em massa. Alcanar estes
objetivos traduz-se num conjunto de benefcios tanto para as organizaes como para os
clientes.
A quantidade e qualidade dos benefcios que se podem obter com a CM dependem do
paradigma implementado na organizao antes da mudana. Os benefcios podem ser descritos
em relao a dois paradigmas: produo em massa ou customizao total. Os principais
benefcios da CM em relao produo em massa para as organizaes industriais so (Pine
1993b, Heiskala, Paloheimo e Tiihonen 2005):
Reduo do inventrio provocada pela ausncia da necessidade de armazenar produtos
finais para entrega ao cliente;
Reduo da obsolescncia do produto e ausncia de riscos relacionados com tendncias
da moda;
Informao mais correta do cliente motivada pelo aumento da comunicao entre este e
o produtor;
Participao do cliente no projeto do produto, o que provoca um aumento de satisfao
para o cliente;
O cliente fica mais tolerante ao aumento do preo, pois reconhece o esforo do produtor
em cumprir os requisitos do produto especificados.
Para organizaes que transitam da customizao total referida maior uniformidade na
qualidade e menores prazos de entrega como resultado da normalizao da produo (Heiskala,
Paloheimo e Tiihonen 2005).
O impacto que cada um dos benefcios tem para a organizao industrial est relacionado com o
nvel genrico de CM. Recorrendo classificao apresentada na seco anterior, a reduo do
13
inventrio (primeiro benefcio) est dependente do nvel de personalizao onde se insere a
empresa produtora. Se esta se encontra no extremo da padronizao (nvel 1), a reduo de
stock de todos os tipos de artigo (matria prima, semiacabados e produto acabados) ser menor
do que numa empresa produtora que se encontre no outro extremo (nvel 8 projeto), que no
tem inventrio de qualquer produto acabado pois est totalmente dependente das preferncias
individuais do cliente.
No que respeita aos benefcios para o cliente com a CM, em relao produo em massa,
destacam-se:
Melhor adequao dos produtos s suas necessidades;
Participao simplificada e ativa no projeto e especificao do produto;
Possibilidade de especificar o seu produto atravs de opes e padres pr-
determinados.
Em relao ao paradigma customizao total, as opes padro ajudam na tomada de deciso e
aumentam a confiana na capacidade do produtor entregar o produto exatamente como foi
especificado (Heiskala, Paloheimo e Tiihonen 2005).
2.3 Desafios implementao da CM
O estudo da implantao da CM tem tido bastante interesse na literatura. A maioria dos
trabalhos aborda o processo de mudana de ambiente de produo em massa para ambiente
CM. Outros tambm exploram a mudana de customizao total para CM. As alteraes
levantam um conjunto de desafios que as potenciais organizaes, focadas na CM, tm de
enfrentar. Estes no se verificam apenas no processo produtivo, mas em todos os processos da
cadeia de abastecimento, que envolvem fornecedores, produtores e clientes.
Segundo Turowski (2004), a implementao da CM por parte das organizaes industriais
abrange trs reas de atuao: gesto de negcios, produo e informtica de gesto. A primeira
envolve a estratgia, o marketing e a organizao. A segunda, o desenvolvimento do produto e
mudanas no processo produtivo. Por fim, a terceira envolve a utilizao de tecnologia
informtica e de suporte deciso.
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Esta seco apresenta um conjunto de desafios resultante de uma pesquisa bibliogrfica
relacionada com a temtica CM. Os desafios para as organizaes industriais foram associados
a cada uma das trs reas de atuao supracitadas.
Desafios relacionados com a gesto de negcios
A gesto de negcios envolve aspetos como a estratgia da empresa, a abordagem ao mercado,
o marketing e a organizao dos processos de gesto. Um conjunto de desafios relacionado com
esta rea de atuao reconhecido na literatura:
Gesto da Cadeia de Abastecimento;
Orientao para o cliente;
Reduo de custos/produo de alta qualidade;
Processos e procedimentos de organizao;
Levantamento e interpretao das necessidades dos clientes;
Balano no aumento da customizao/valor ao cliente;
Interao entre a empresa produtora e o cliente.
A gesto da cadeia de abastecimento tem de lidar com a incerteza na procura e responder de
forma espontnea ao pedido do cliente (Mula, Poler e Garca 2004, Piller e Kumar 2006). Este
requisito exige uma maior aproximao das vrias entidades envolvidas na cadeia de
abastecimento, como fornecedores, produtores, distribuidores e clientes. Com pedidos
especficos por cliente para satisfazer e, em simultneo, obter eficincia na sua produo, novos
processos, procedimentos e modelos de gesto tm de ser adotados (Piller e Kumar 2006,
Depner 2009). Piller e Kumar (2006) destacam o aumento da complexidade em gerir todos os
processos, desde a aquisio de matria-prima at produo e distribuio dos pedidos dos
clientes.
A empresa tem de adotar a filosofia de orientao ao cliente que, de acordo com Depner (2009),
possvel quando toda a organizao (incluindo todos os recursos humanos) entende os
princpios da CM e o seu papel num sistema de produo orientado para o cliente.
Existem desafios com que uma empresa se pode deparar que esto dependentes do paradigma
de produo implementado antes da mudana para CM. Na presena de produo em massa, o
balano entre o aumento da customizao e o valor acrescentado ao cliente um desafio
15
proposto aos gestores. Na presena de customizao total, a reduo de custos com produo
de alta qualidade e o balano entre o aumento da normalizao e o valor ao cliente so
merecedores de ateno. Em ambos, dificuldades so sentidas na definio de uma organizao
com novas funes e diferentes rotinas, em comparao com o modelo de gesto anterior
(Depner 2009). A interao entre empresa produtora e cliente fundamental para o sucesso da
implementao da CM, para permitir a correta especificao das necessidades do cliente e a
correta produo e entrega do produto especificado. O processo de levantamento e interpretao
das necessidades do cliente tambm referido como um desafio empresa produtora
(Heiskala, Paloheimo e Tiihonen 2005).
Desafios relacionados com a produo
Esta seco apresenta os desafios da produo, que envolvem o desenvolvimento do produto e
melhorias do processo produtivo. Os desafios para a organizao produtora nesta rea de
atuao so:
Modularizao;
Nveis de eficincia semelhantes aos obtidos na produo em massa;
Flexibilidade da produo;
Estruturas e processos de produo;
Mo-de-obra qualificada;
Produtos configurveis.
A satisfao de necessidades particulares de cada cliente leva a um aumento da produo de
produtos diferentes. Por outro lado, um objetivo da CM atingir nveis de eficincia semelhantes
aos obtidos na produo em massa. Estes dois desafios tm sido ultrapassados com o conceito
modularizao (Pine 1993a, Duray, et al. 2000, Piller e Kumar 2006). A modularizao oferece
a vantagem de criar um grande nmero de possibilidades atravs da combinao de diferentes
mdulos e, desta forma, oferecer uma maior variedade de escolhas ao cliente (Hansen, Jensen e
Mortensen 2003, Schenk e Seelmann-Eggert 2003). Depois da combinao especificada pelo
cliente, o pedido satisfeito pela montagem de mdulos pr-definidos (Mula, Poler e Garca
2004).
No entanto, o processo de modularizao no pacfico e, em algumas situaes, no
exequvel (Hansen, Jensen e Mortensen 2003). A sua implementao passa pela redefinio de
16
projetos de produtos, que abrange uma colaborao integrada com os fornecedores e a
necessidade de apoio de servios de engenharia especializados (Depner 2009). Para suportar a
utilizao de produo modular e a especificao do pedido do cliente, a utilizao de
ferramentas informticas essencial.
Um dos desafios mais referenciado pela literatura na implementao da CM a necessidade de
produo flexvel (Lopitzsch e Wiendahl 2003). Associados a este desafio esto os objetivos de
instalaes flexveis e mudanas organizacionais nos processos de produo. As instalaes
flexveis possibilitam a eficincia dos produtores em massa (Blecker e Graf 2004), e podem ser
obtidas por reengenharia de processo e projetos de mquinas que se adequem a diferentes tipos
de produto (Lopitzsch e Wiendahl 2003), enquanto os processos de produo necessitam ser
adaptados (Schenk e Seelmann-Eggert 2003).
Um outro desafio, normalmente relacionado com a produo flexvel, a mo-de-obra
qualificada. Segundo Depner (2009), os colaboradores devem ter formao e competncia para
compreender e atingir os princpios da CM.
Desafios relacionados com a informtica de gesto
Esta seco aborda os desafios que envolvem a utilizao de tecnologia informtica e de suporte
deciso:
Aumento dos fluxos de informao;
Nova tecnologia de informao e comunicao;
Aumento dos custos de suporte do interface;
Novos Sistemas de Planeamento e Controlo da Produo (SPCP).
Na informtica de gesto, na perspetiva da CM, vrios trabalhos referem a necessidade de
utilizar novas tecnologias de informao e de comunicao. A principal razo est no aumento
dos fluxos de informao entre as vrias reas funcionais da empresa produtora, e desta com o
cliente (Schenk e Seelmann-Eggert 2003, Heiskala, Paloheimo e Tiihonen 2005, Depner 2009).
Outro dos desafios centra-se na traduo da informao proveniente do projeto do produto e
especificao do cliente para a fase da produo (Tsigkas e Chatzopoulos 2009).
A integrao de tecnologias de informao (TI) com o novo ou adaptado equipamento de
produo na implementao da CM destacado no trabalho de Depner (2009), o qual tambm
17
refere a necessidade de investimento no desenvolvimento de sistemas de introduo de
encomendas suportados por TI. A integrao do software de configurao de produto com um
ERP (acrnimo do ingls Enterprise Resource Planning), nomeadamente com os SPCP e CRM
(acrnimo do ingls Customer Relationship Management), um desafio de importncia crucial
para o sucesso da adoo da CM (Turowski 2004, Depner 2009).
A internet surge em vrios trabalhos como um meio a utilizar no processo de especificao do
produto desejado pelo cliente atravs de um configurador (Mula, Poler e Garca 2004). Sobre
este assunto, Piller e Kumar (2006) acrescentam o desafio do aumento dos custos de suporte
do interface do co-projeto do cliente num website ou numa loja. Tambm refere o requisito de
uma estrutura TI ter de ser bastante flexvel para suportar as potencialidades da CM.
Diversos trabalhos realam que os sistemas tradicionais de PCP esto desenvolvidos para tirar
partido das vantagens da produo em massa (Blecker e Graf 2004). Diversos fatores exigem a
adaptao ou desenvolvimento de novos SPCP: gesto de informao de um elevado nmero de
produtos, onde cada um tem o seu identificador, lista de materiais e gama operatria; registo
das especificaes dos produtos encomendados pelos clientes; passagem da informao sobre
os pedidos dos clientes para a produo e aumento dos fluxos de informao entre as diferentes
funes de PCP (Mula, Poler e Garca 2004, Blecker e Graf 2004).
A utilizao de um modelo tradicional de representao de informao de artigos implica
grandes quantidades de informao com elevados nveis de redundncia (Hegge 1992). Neste
contexto, um desafio para as organizaes gerar e gerir a informao de artigos em ambientes
de grande diversidade (Martins e Sousa 2013).
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3 Gesto de informao de artigos no Planeamento e Controlo da
Produo
Neste captulo apresentada uma reviso bibliogrfica sobre a funo gesto de informao de
artigos na tica da sua interao com as funes de Planeamento e Controlo da Produo
denominada neste trabalho de funo PDM-PCP (seco 1.1). A PDM-PCP responsvel pela
gesto da informao base de sistemas de informao capazes de suportar as funes de PCP.
A informao pode ser classificada em artigos, operaes, listas de materiais e gamas
operatrias (Scheer 1994, Gomes, Lima e Martins 2010).
Como foi referido na seco 1.1, todos os processos envolvidos na PDM-PCP so parte
integrante dos processos da funo PDM, que para alm da informao abordada neste
trabalho, tambm gere a informao sobre outros processos do produto, como gesto de
desenhos de engenharia (e.g. desenho CAD), de programas de controlo numrico, entre outros.
Para os SPCP, a informao fornecida sobre caracterizao de artigos, caracterizao das
operaes, composio ou estrutura e gama operatria ou processo de fabrico de cada um dos
artigos da populao de artigos de uma organizao (Figura 2). Toda a informao criada e
estruturada de acordo com os objetivos especficos das reas funcionais da organizao. Esta
informao de base definida na funo PDM-PCP, que a disponibiliza para praticamente todas
as funes dos SPCP, gesto comercial e oramentao. A funo PDM-PCP assume um papel
crucial no funcionamento das funes do PCP, na medida em que estas dependem da
informao por si gerada e disponibilizada.
Figura 2 Informao base dos SPCP (Gomes, Lima e Martins 2010)
As primeiras duas seces (3.1 e 3.2) deste captulo apresentam a informao base dos SPCP.
A primeira apresenta algumas definies utilizadas para artigos e lista de materiais, com a
apresentao de alguns termos adotados ao longo da tese. So descritas as diferentes
20
perspetivas de definio e utilizao da lista de materiais, bem como as suas tcnicas de
estruturao. Na segunda seco so apresentadas definies e terminologia sobre as
operaes e gama operatria. A seco 3.3 apresenta alguns modelos de PCP referenciados na
literatura e respetivas funes, e na seco 3.4 so apresentadas consideraes finais.
3.1 Artigo e Lista de Materiais
Esta seco apresenta e relaciona os conceitos artigo e lista de materiais: a primeira subseco
com a definio e caracterizao de artigos, e as seguintes com contedos relacionados com
listas de materiais (definio, processo de criao, formas de representao e funes).
3.1.1 Artigo
Um artigo, do ingls part (Scheer 1994), representa qualquer objeto material usado nos
processos de produo, sendo caracterizado por atributos que lhe permite ser utilizado, de
forma diferenciada, pelos processos de PCP. A informao sobre os atributos registada para
todos os artigos de uma organizao, comprados ou armazenados, produzidos interna ou
externamente, e guardada num sistema denominado ficheiro mestre do artigo (Proud 2007,
Russell e Taylor 2009). A Tabela 1 regista o contedo de um ficheiro mestre exemplo de um
artigo com o cdigo MP1.
Nos sistemas convencionais de representao de informao sobre o artigo, o atributo cdigo de
artigo assume um papel especial, na medida em que usado para identificar cada artigo de
forma inequvoca (Scheer 1994, Wob 1997, Gomes, Lima e Martins 2009). No entanto, apesar
deste atributo estar presente em todos os artigos de uma organizao, a quantidade e o tipo de
atributos dependem da classe do artigo. No exemplo de MP1 no se encontram atributos como
tamanho de lote de produo, cdigo da gama operatria e cdigo do projeto de engenharia,
pois refere-se a uma matria-prima. Enquanto todos os atributos referidos fazem sentido num
produto acabado, outros apenas podem ser aplicados a matrias-primas, como a descrio dos
vrios fornecedores possveis e respetivos preos.
Os diversos atributos de um artigo so utilizados por diferentes funes do PCP. Por exemplo, a
funo planeamento de necessidades de materiais utiliza os atributos Prazo de entrega e
Artigo fictcio para aplicar a tcnica MRP (acrnimo do ingls Material Requirements Planning)
no processo de obteno do plano de necessidades de materiais.
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Tabela 1 Exemplo de ficheiro mestre do artigo MP1 adaptado de Russell e Taylor (2009)
Atributo Valor do Atributo
Cdigo do Artigo MP1 Descrio Fecho metalizado zincado com 12 cm Classe Matria-prima Famlia Acessrios Fictcio No Classificao ABC B Armazm AC01 - Acessrios de confeo Unidade de quantidade Unidades Prazo de Entrega 10 Dias Stock de Segurana 50 Unidades Cdigo de Nvel Mais Baixo (LLC) 1 Custo Standard 0,20
3.1.2 Definio de BOM e conceitos associados
A lista de materiais funciona como um documento fundamental no funcionamento de um
sistema de gesto da produo e definida de acordo com o modelo de gesto adotado pela
organizao (Sheikh 2002). Frases como A lista de materiais a cura de Aquiles (Achilles heal)
para fazer as nossas empresas mais competitivas (Garwood, 1988, citado em Stonebraker
1996, p.251); a estrutura da lista de materiais provavelmente a estrutura de dados mais
fundamental numa empresa industrial (Scheer 1994, p.95); A estrutura da lista de materiais
tem de ser definida de forma a fornecer todos os tipos de dados de sada e relatrios desejados
(Vollmann, et al. 2005, p.184); A lista de materiais uma rea de informao essencial na
base de dados da produo (Chang, Lee e Li 1997, p.438), so facilmente encontradas na
literatura sobre esta temtica, apontando a lista de materiais como um elemento chave no
funcionamento de uma organizao industrial.
A inexistncia de termos internacionalmente reconhecidos sobre a temtica das listas de
materiais assunto abordado por alguns autores (Sheikh 2002), contribuindo para a
necessidade de apresentar os termos utilizados neste texto. A designao lista de materiais
utilizada como sinnimo/traduo do ingls Bill-of-Materials (BOM) e definida, de uma forma
geral, como um documento de engenharia ou uma listagem que especifica os componentes que
constituem um artigo, com as respetivas quantidades necessrias (Chang, Lee e Li 1997,
Vollmann, et al. 2005). A forma tradicional de visionar uma estrutura do produto aquela em
que a BOM corresponde a um processo de construo sequencial, juntamente com a quantidade
de artigos representados no nvel inferior necessria para obter o artigo que se encontra no
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nvel superior (Sheikh 2002). Outras designaes, tais como nomenclatura de artigo, frmula,
receita ou lista de ingredientes podem ser encontradas na literatura para BOM (Cox Ill e
Blackstone Jr. 1998) .
A terminologia usada neste captulo para os elementos constituintes da BOM, bem como a sua
representao grfica, foi adaptada a partir de Scheer (1994) Figura 3a). O termo artigo
utilizado para referir qualquer produto de uma organizao, podendo ser classificado em vrios
tipos: matria-prima, componente, semiacabado ou produto acabado. A matria-prima (do ingls
material ou raw material) um artigo primrio cujo seu estado no resulta de qualquer tipo de
transformao interna na organizao industrial, sendo normalmente comprado ou fornecido
pelo cliente. O componente (do ingls component) comprado ou produzido a partir de um
nico material, e.g., por estampagem ou moagem. O semiacabado (do ingls assembly) resulta
de dois ou mais artigos (matrias-primas e/ou componentes), podendo ser utilizado na
composio de outro produto semiacabado ou acabado. O produto acabado (do ingls end
product) no entra na composio de nenhum outro artigo e no sofre mais nenhum processo
de transformao antes de ser fornecido. Em algumas situaes, um semiacabado, um
componente ou at uma matria-prima, podem ser vendidos diretamente ao cliente, assumindo
temporariamente o papel de produto acabado. Todos os tipos de artigos, com exceo das
matrias-primas, podem ser produzidos internamente ou o seu processo produtivo ser
parcialmente ou totalmente subcontratado ao exterior. A Figura 3b) exibe um exemplo de
utilizao da terminologia descrita anteriormente, e a respetiva representao grfica
demonstrada na Figura 3a). Neste exemplo, o produto acabado PA1 constitudo por uma
unidade do semiacabado SA1