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Curso de Engenharia de Informática de Gestão

Disciplina de Gestão de Operações

Módulo II

CIM: Evolução Competitivadas Empresas

por

Prof. Pedro F.Cunha

Ano lectivo 1999 / 2000

Módulo II: Evolução Competitiva das Empresas

Disciplina de Gestão de Operações II-2

Índice

1. Introdução....................................................................................................................................3

1.1. Evolução com vista à automação dos processos ....................................................................3

1.2. A "Fábrica do Futuro" ............................................................................................................3

2. Natureza do CIM.........................................................................................................................4

3. Benefícios da Integração de Sistemas......................................................................................11

4. Implementação de um Sistema Integrado...............................................................................11

4.1. Desenvolvimento de uma Estratégia CIM............................................................................13

4.2. Implementação dum Sistema CIM .......................................................................................13

5. Conclusão ...................................................................................................................................14Anexo II.1 - Métodos de Concepção e Análise de Sistemas de Fabrico Flexível .............................15Anexo II.2 - Simulação de Acontecimentos Discretos ......................................................................19Anexo II.3 Flexibilidade Organizacional...........................................................................................28Anexo II.4 Vantagens da Flexibilidade Organizacional ....................................................................29Anexo II.5 Mudanças às Empresas para Promover a Flexibilidade ..................................................31Anexo II.6 Situação e Perspectivas em Portugal ...............................................................................33Anexo II.7 Características da Inovação Tecnológica em Empresas ..................................................34



1. Introdução

1.1. Evolução com vista à automação dos processosCom o desenvolvimento tecnológico que se tem verificado nas últimas décadas, tem sido cada vezmais frequente confrontarmo-nos com referências à “Automação” ou às “TecnologiasAvançadas de Produção” 1. Qualquer destas denominações está associada a um conjuntovasto de sistemas capazes de, de um modo geral, aumentar a eficácia dos processosprodutivos.

Adicionalmente ao aumento da produtividade, a Automação tem contribuído para amelhoria da qualidade dos produtos e tem aumentado a rapidez de Concepção e Fabrico de“novos” produtos. No entanto é importante ter presente que a Automação, só por si, não ésuficiente para garantir a competitividade dos sistemas produtivos. Existem riscos que estãoassociados e que devem ser devidamente conhecidos para se poder actuar de uma formaplaneada e evitar insucessos na implementação deste tipo de tecnologia.

A referência às “Ilhas de Automação”, é feita como uma forma de progredir na utilizaçãodas diversas tecnologias que podem existir numa empresa. A ligação das várias ilhas podeinclusive constituir uma estratégia de desenvolvimento tecnológico, na empresa.

A relevância da integração é justificada por só ser possível obter uma maior eficácia nautilização das diversas “Ilhas de Automação”, quando estas estiverem ligadas e coordenadasentre elas, alcançando o máximo potencial destas tecnologias que as constituem.

A expansão das ilhas por diversas áreas e funções na empresa, bem como a sua integraçãotem tido diferentes denominações: “factory of the future”, "total factory automation” ouainda “Computer Integrated Manufacturing (CIM) 2"

1.2. A "Fábrica do Futuro"A referência à fábrica do futuro, ou seja uma fábrica completamente automatizada, com capacidadede produzir uma grande variedade de produtos sem a intervenção humana, corresponde a umconceito em si mesmo que vai para além da substituição das pessoas por processos automatizados.

1 Na literatura Inglesa habitualmente designado por “Advanced Manufacturing Technology” (AMT).2 Habitualmente é designado em Português por Produção Integrada por Computador.



As pessoas são um dos elementos relevantes em todo o sistema, tendo um papel de destaque nautilização correcta da tecnologia existente e no processo de inovação e desenvolvimento de novosprodutos e de novos processos.

Algumas das características que permitirão caracterizar a "fábrica do futuro" são asseguintes:

Utilização contínua do equipamento.O elevado custo de capital sugere a existência de elevadas taxas de utilização, de forma a

tornar mais fácil a amortização do investimento.

Lotes de pequena dimensão.A flexibilidade é um dos requisitos dos novos mercados, havendo por isso capacidade dos

sistemas produtivos poderem fabricar e montar componentes/produtos em lotes de pequenadimensão. No limite será desejável a dimensão do lote poder ser unitária.

Grande redução dos "Lead Times".A redução dos tempos do processo estão de algum modo relacionados com uma gestão de

materiais mais cuidada. A redução do tempo de ciclo é provavelmente a característicachave num sistema CIM e com um impacto relevante em termos da actividade da empresa.

Pequeno ou nenhum envolvimento de Mão-de-obra ao nível do processo de fabrico.A importância crescente de novos sistemas automatizados, faz com que sejam exigidos nos

requisitos nas competências existentes na empresa.

A fábrica do futuro será de pequena dimensão.Essa fábrica possuirá máquinas versáteis, i.e. bastante flexíveis em termos de operações eterá um sistema de informação completamente integrado. A comunicação fácil com outrasunidades produtivas permitirá que estas possam criar valências próprias que de acordocom as necessidades, se irão agrupar para executar determinadas encomendas. Estas

unidades descentralizadas deverão ser pequenos negócios independentes, cooperando comuma fábrica ou fábricas de maior dimensão.

2. Natureza do CIM

A Produção Integrada por Computador (CIM), não é mais do que a denominação para a integraçãoglobal, através de sistemas informáticos, de funções como sejam a concepção de produtos eengenharia, o planeamento do processo e a fabricação. Outros sistemas informáticos desenvolvidos



para o planeamento da produção, para o controlo de inventários ou programação da produção, sãotambém considerados parte do sistema de Produção Integrada por Computador.

O CIM está orientado para, um sistema discreto de produção, conseguir o tipo deintegração já alcançado em algumas empresas com processos contínuos.

O objectivo final de um sistema de Produção Integrada por Computador é assim a integraçãoinformática de todas as fases associadas ao fabrico, incluindo várias funções que são realizadasdesde o instante em que a encomenda é feita por um cliente, até ao instante em que ocorre a suaexpedição. A figura seguinte ilustra um modelo de empresa industrial, onde estão representados osfluxos de informação que ocorrem ao longo do ciclo da sua actividade.

MERCADO

MERCADO

ActividadesProcessamento/MontagemTransporte de materiais

ManuseamentoInspecção e Teste

Controlo

ActividadesProcessamento/MontagemTransporte de materiais

ManuseamentoInspecção e Teste

Controlo

Administração/FinançasPrevisões de procura

Definição de estratégiasMarketing/Vendas

Aquisição/RecepçãoContabilidade

Tipo de produção (por encomenda

ou para stock). . .

Concepção do Produto e do Processo

Desenvolvimento do produtoEstrutura do produto(BOM)

Concepção e desenvolvimento de facilidades produtivas

Especificação de equipamentoFamílias de peças

….

PlaneamentoPlano director

Plan.do processoPlan.necessidades Plan.capacidadesGestão inventário

Ordens fabricoProgramação

. . .

Controlo e Monitorização Indicadores de desempenho

Decisões OperacionaisNíveis de aceitaçãoControlo Oficinal

Controlo de inventárioControlo de Qualidade

. . .

“O Computer Integrated Manufacturing (CIM) representa uma aplicação integrada detecnologia informática ao nível da produção, a fim de alcançar os objectivos da empresa,

em termos de negócios.”Jimmie Brown

Uma das principais funções dos sistemas informáticos neste ciclo de processamento de informaçãoconsiste na integração de várias actividades realizadas, num sistema único, bem coordenado e ondea informação circula de uma forma fluída entre todas as áreas da empresa. Assim o sistema



informático que integra as várias funções existentes numa empresa, faz com que o output de umadas actividades sirva de input para uma actividade seguinte. É esta função de integração que ossistema informáticos desempenham que deu origem ao termo de Produção Integrada porComputador.

A contribuição da Produção Integrada por Computador para a competitividade das empresas, estáassociado a um conjunto de tecnologias que fazem parte deste conceito e que contribuem paraaumentar a produtividade, melhorar a qualidade e promover a flexibilidade da empresa emresponder às solicitações do mercado. Algumas dessas tecnologias que constituem a ProduçãoIntegrada por Computador são o Projecto Assistido por Computador (CAD)3, o Fabrico Assistidopor Computador (CAM)4, as Máquinas-ferramentas de Comando Numérico, os SistemasAutomáticos de Transporte e os Sistemas de Fabrico Flexível. A figura seguinte apresenta os várioscomponentes de uma sistema de Produção Integrada por Computador e ilustra a relação destes como modelo de empresa industrial anteriormente referido.

Concepção

Planeam.Produção

ControloProdução

Administra.Finanças

ACTIVIDADES

PRODUTIVAS

CADModelação geométricaAnálises de engenharia

Revisão de projectos e avaliaçãoImpressão automática

CAMCAPP

Programação CNCMRP/MRPII

Planeamento de capacidades

CAMControlo do processo

Monitorização do processoControlo oficinal

Inspecção assistida por computador

Sistemas Informáticosde Gestão

Entrada de encomendasContabilidade

Pagamento de saláriosFacturação

3 CAD - Computer Aided Design.4 CAM - Computer Aided Manufacturing.



O CIM pode ser visto como um processo de fabrico genérico, com um elevado nível deAutomação, em que cada função da empresa é substituída por um conjunto de

“Tecnologias Avançadas de Produção”.

O termo de Produção Integrada por Computador é também muitas vezes confundido com o termode CAD/CAM que integra a componente de projecto com o fabrico. Apesar de ambos os termosestarem em grande parte relacionados entre eles, o facto é que a Produção Integrada porComputador possui um significado ligeiramente mais lato do que o próprio CAD/CAM. AProdução Integrada por Computador inclui, para além de todas as funções de engenharia associadaaos sistemas de CAD/CAM, funções financeiras que tem que ser desempenhadas na actividade daempresa.

O sistema ideal de Produção Integrada por Computador aplica a tecnologia informática a todas asfunções operacionais e funções de processamento de informação na actividade da empresa que seestendem da recepção das encomendas à expedição, passando pelo projecto e pela produção. Asencomendas dos clientes entram na empresa através das vendas e essas encomendas são colocadasnum sistema informático que as processa. As encomendas contêm as especificações que descrevemo produto e que servem de input para a fase de concepção, onde novos produtos irão serconcebidos/projectados num sistema de CAD. Os vários componentes que constituem o produto sãoconcebidos, a lista de materiais é compilada e os desenhos de apoio aos processos de fabrico emontagem são preparados. O output do departamento de projecto serve de input à engenharia deprocesso onde a preparação de trabalho e a concepção de ferramentas e sistemas de fixação, bemcomo outras actividades para preparar a produção, irão ser desenvolvidos. Várias destas actividadesde engenharia são suportados pelos sistemas informáticos que constituem o sistema de ProduçãoIntegrada por Computador. Dois dos exemplos são a preparação de trabalho que é realizadarecorrendo a um sistema de Planeamento do Processo Assistido por Computador (CAPP) e aconcepção de ferramentas e sistemas de fixação que é feita num sistema de CAD, fazendo uso domodelo da peça gerada na fase de projecto. O output da engenharia de produção fornece o input aoplaneamento e controlo da produção, onde o planeamento das necessidades de materiais e aprogramação da produção irão ser realizada utilizando sistemas informáticos. Assim o processo defabrico vai sendo realizado passo a passo até à sua fase final. A implementação de um sistema deProdução Integrada por Computador em toda a sua extensão resulta assim da automação do fluxode informação através de todos os aspectos da organização da empresa.



Em seguida são apresentados alguns exemplos de expressões descrevendo o CIM:

Ao nível da Engenharia existe uma tendência para ver o CIM primeiro em termos daintegração do CAD/CAM, ou seja nas aplicações que vão desde o Design do Produto aoenvio do programa para a oficina.



Do ponto de vista da Gestão da Produção e das Operações pode ser visto essencialmentecomo um sistema hierárquico para Planeamento e Controlo da Produção.

O sistema de Controlo da Produção, tem uma função importante num sistema CIM. Osistema gere o fluxo de materiais e o fluxo de informação que está associado ao processo aolongo de toda a fábrica.

Essencialmente, é através do sistema de Controlo da Produção que o sistema de Gestão da Produção estáligado ao processo de fabrico, i.e. às próprias oficinas.

Se o CIM for visto do ponto de vista do fluxo de materiais, demonstram-se que a tecnologiae a organização que está associada a um sistema destes, é apropriada a um controloadequado do fluxo de materiais ao longo de toda a fábrica.

Um controlo adequado do fluxo de materiais através do CIM, envolve uma claraespecificação do processo de fabrico, bem como aprovação dos meios efectivos paraexecutar o movimento dos materiais.

Em resumo, utilizando sistemas de comunicação informático e facilidades dearmazenamento de informação, o CIM corresponde à integração funcional das seguintesfunções:

♦ Administrativa e contabilística - Estas funções estão orientadas para o controlodos custos de produção e de materiais, e controlo dos aspectos administrativos efinanceiros de toda a empresa.

♦ Suporte às actividades de engenharia - Como por exemplo ao nível do design deproduto e do desenvolvimento do processo.

♦ Gestão de produção - Consiste em coordenar as actividades relacionadas com oprocesso de fabrico a fim de conseguir um balanço apropriado entre a satisfaçãodos clientes, eficiência do processo e o mínimo investimento em stocks.



♦ Operação do sistema produtivo - Este nível de funções está associado a umconjunto de aplicações informáticas que directamente afectam o funcionamentodo processo produtivo.



3. Benefícios da Integração de Sistemas

"As vantagens do CIM não correspondem à soma dos benefícios de cada uma dastecnologias em separado, apesar desta soma ser significativa. É a integração das tecnologiascomponentes que constituem a real vantagem do CIM."

Os benefícios a longo prazo de um sistema que integra um grande volume de informação comoo CIM, são benefícios individuais amplificados geometricamente pelos benefícios de integrarcada componente num sistema comum.

A integração leva a:⇒ uma melhor gestão do fluxo de informação;⇒ melhores comunicações inter-departamentos;⇒ melhor utilização de recursos.

ou seja, isto pode levar à obtenção de maiores ganhos em termos daqualidade do produto e da eficiência do processo.

Benefícios que poderão resultar do CIM: Melhoria significativa da qualidade. Aumento da competitividade dos produtos. Redução do investimento em stocks. Redução do tempo despendido ao nível da Concepção Produção. Maior facilidade na manipulação de informação. Aumento da flexibilidade da empresa. Melhoria na utilização das capacidades instaladas na fábrica e da mão-de-obra existente. ix) Melhor controlo do processo produtivo.

4. Implementação de um Sistema Integrado

A preocupação constante de se aplicar ao nível do processo de fabrico, todos os níveiscrescentes de Automação, com o objectivo de aumentar a Produtividade, conduz àimplementação de um sistema de CIM. Esta “corrida” é de algum modo justificada pela



competitividade crescente e por haver empresas que se apresentam excelentes, nodesenvolvimento das suas operações. É por exemplo o caso das empresas Japonesas.

Antes da empresa tomar uma decisão sobre o investimento em Automação ou num sistemaCIM, a empresa deverá definir os objectivos a alcançar nos próximos 5-10 anos e comoestabelecer uma estratégia para atingir esses objectivos. Podemos dizer inclusive que de ummodo geral, os custos associados a um sistema CIM são elevados. Para compreendermosesta afirmação pensemos não só nos custos de cada tecnologia que constitui o sistema e notempo de desenvolvimento e de instalação que existirá, mas também nos riscos queexistirão. Alguma da tecnologia que pode ser considerada está ainda num estadoembrionário.

"A criação de interfaces entre as várias ilhas de Automação que foram concebidasisoladamente é sempre problemático."

Assim o CIM envolve a integração de várias ilhas de automação num sistema único coerente.

A empresa necessita de examinar, compreender e simplificar o seu processo (incluindo odesign e desenvolvimento), a logística de gestão do sistema de fabrico, o fluxo de materiaise a forma de se organizar, para alcançar os objectivos definidos.



4.1. Desenvolvimento de uma Estratégia CIM

A primeira fase na implementação de uma sistema CIM, consiste no estabelecimento deuma estratégia que deverá incluir:

Estratégia e objectivos de negócios - Quais são as áreas estratégicas de desenvolvimentonos próximos anos e quais são os factores chaves que irão ser determinantes para mantera competitividade nas referidas áreas.

Estratégia dos produtos - Apesar de ser corrente existir estratégias ao nível dosprodutos, a Gestão necessita de considerar novos desenvolvimentos e tendências emtermos de mercado.

Estratégia de produção - Envolve a determinação do período de utilização das técnicasde fabrico que melhor se adaptem às estratégias de produto que foram definidas. Isto porexemplo, em termos de flexibilidade, nível de automação requerido e envolvimento daprodução no design de novos produtos.

Estratégia de funcionamento - Para as várias funções dentro da empresa (design,produção, marketing, contabilidade, etc) deverá haver uma estratégia integrada de formaa permitir um aumento da eficiência da empresa em termos globais, em vez de haverapenas um desenvolvimento ao nível departamental.

Estratégia de automação - Deverá não só ter em conta o investimento que é feito emsistemas informáticos e em automação, bem como deverá reflectir o desenvolvimentoque esta tecnologia irá ter.

4.2. Implementação dum Sistema CIM

Apesar da estratégia de CIM ser definida de cima para baixo, a implementação do CIM irárealizar-se de baixo para cima.

Um aspecto importante é a educação e a formação que existe aos vários níveis. "A maiorparte dos gestores são bons técnicos em termos de gestão mas possuem poucosconhecimentos ao nível de ´AMT`".

A educação/formação em todos os aspectos pertinentes do CIM, é um dos factores chavepara promover a compreensão e o envolvimento com este tipo de tecnologia.



Alguns dos factores que determinam a velocidade de implementação e com isto o sucessoda empresa, são:

A articulação de uma estratégia de utilização do CIM que reconheça o impacto do CIMem toda a competitividade da empresa, e não apenas as suas implicações correntes.

A necessidade de planeamento que envolva todas as funções de negócios da empresa. O reconhecimento de que a estrutura administrativa e as actividades da equipa deprojecto poderão ter que mudar para se alcançar todas as vantagens das capacidades doCIM.

O reconhecimento de que várias actividades terão que ser modificadas para suportartecnologias CIM.

5. Conclusão

O sucesso ou a excelência dos sistemas produtivos passa cada vez mais por integrar as váriasactividades, em vez de as manter vagamente relacionadas. A integração dessas diversas actividadespoderá ser um processo contínuo que decorre na empresa e que reside em grande parte noinvestimento que é feita em tecnologia.

Os elevados investimentos que podem desta forma estar relacionados com a aquisição eimplementação de tecnologia, com vista à integração, exigem que haja um correcto conhecimentodas várias tecnologias e das suas capacidades.

O benefício da integração é superior à simples soma dos benefícios que podem estar associados acada uma das tecnologias. No entanto existem muitos aspectos a ter em conta que justificam umcorrecto planeamento de todo o processo de implementação.

A expectativa da “fábrica do futuro” deve ser entendida como um estímulo para adoptarmos novastecnologias e pensarmos em soluções que por vezes simples, introduzem um grande impacto nacompetitividade da empresa.



Anexo II.1 - Métodos de Concepção e Análise de Sistemas deFabrico Flexível

A decisão de implementar um Sistema de Fabrico Flexível representa um investimentosignificativo e naturalmente um compromisso que deve ser assumido pela empresa,minimizando os riscos de insucesso. Por este facto é importante que a instalação de um sistemadeste tipo seja acompanhada por um estudo em termos da concepção do sistema e do seuplaneamento.

A existência de uma abordagem que garanta a implementação de um sistema adequado aosobjectivos da empresa, permitirá diminuir a probabilidade de ocorrência de falhas que possamreflectir-se na utilização do sistema. Assim na concepção e desenvolvimento de um Sistema deFabrico Flexível, um dos procedimentos propostos sugere três etapas distintas: o Planeamento, aConcepção e a Implementação. Na figura seguinte estão representadas as referidas etapas e asequência em que estas são realizadas.

PLANEAMENTO

CONCEPÇÃO

IMPLEMENTAÇÃO

Tipos de Componentes?Requisitos técnicos?

Quantidade de componentes?Gamas de fabrico completas.

Selecção do tipo de FMS?

Projecto detalhado do Sistema?(Métodos de análise)

Implementaçãodo sistema decontrolo• Estratégia decontrolo• Software

Implementaçãodo sistema deprodução

Fig.1A - Procedimento para a concepção de sistemas flexíveis de fabrico.

Ao nível do Planeamento é necessário identificar a família de produtos a serem fabricados, asquantidades envolvidas e as especificações técnicas necessárias para o fabrico e montagem dosprodutos já referidos. A definição de famílias de produtos de acordo com as semelhanças entreeles determina os produtos que deverão ser fabricados no sistema.

Esse agrupamento em famílias deverá ser definidas não só em função das semelhanças emtermos de geometria mas também dos componentes que as constituem. Esta caracterizaçãoestabelece realmente, uma relação entre o conceito de Sistemas de fabrico flexível e aTecnologia de Grupo (GT) que tem por base o agrupamento das peças em famílias. Ascaracterísticas físicas das peças a serem maquinadas, como sejam o tamanho, o peso e a



geometria das peças, irão limitar o tipo de sistemas de transporte e de máquinas a seremutilizadas na implementação do sistema. Formas cúbicas ou prismáticas são geralmentetransportadas em paletes, onde são fixas, e movem-se em tapetes próprios, veículos ou mesmoAGV's. Os robôs são mais apropriados para peças relativamente pequenas e com a geometriade um sólido de revolução. Componentes arredondados que sejam demasiado pesados para umrobô, deverão ser fixos e transportados em paletes.

A procura estimada para cada família de produtos permitirá caracterizar o volume de trabalho aser produzido pelo sistema. A quantidade de produção planeada para o sistema FMS, irácondicionar o número de máquinas que deverão ser necessárias e o tipo de sistemas detransporte de materiais que serão necessários utilizar. No fabrico das várias famílias de produtospoderão ocorrer variações nas sequências de fabrico e por sua vez nos percursos a realizar. Asvariações que se prevê que ocorram na sequência do processo são relevantes para determinar otipo de configuração do sistema. O lay-out do sistema deverá contemplar as possíveis variaçõesque poderão ocorrer e que serão estudadas na etapa de concepção.

Nesta segunda fase que corresponde à etapa de Concepção, o projecto do sistema flexível defabrico será desenvolvido em detalhe, para satisfazer os requisitos/necessidades identificadas nafase de planeamento. Em termos de concepção pode-se caracterizar duas fases distintas, a selecçãodo tipo de sistema flexível, isto no que diz respeito à sua arquitectura que deverá ser mais adequada,a fase de especificação detalhada dos sistema escolhido. Um sistema de fabrico flexível pode exibirdiferentes tipos de flexibilidade que estão associadas ao transporte de materiais, estações detrabalho, produto, pessoas e maquinas.

A primeira fase da concepção de um sistema de fabrico flexível envolve a selecção e combinaçãodas várias flexibilidades num sistema viável. Tendo seleccionado o tipo do sistema de fabricoautomatizado mais adequado, a segunda fase envolve as considerações sobre os requisitos emtermos de especificações de projecto relacionadas com por exemplo o número de estações detrabalho requeridas, o tipo de sistemas de transporte e manuseamento de materiais, a localização etamanho/dimensão dos stocks em curso de fabrico, o tipo de controlo informático e o sistema desequenciamento/programação. Um grande esforço é necessário fazer nesta fase de concepção a fimde se obter um lay-out eficiente. Aqui existem vários métodos que têm sido apresentados parapermitir estudar e conceber a melhor implantação das máquinas em células de trabalho.

Algumas das técnicas apresentadas na Tecnologia de Grupo, como seja a própria análise dos fluxosde produção e as matrizes de fluxos, podem ser utilizadas para identificar quais as máquinas aserem agrupadas e ajudam a determinar a disposição que permitirá obter melhores característicasem termos de desempenho. Por outro lado, é nesta fase que pode ser utilizada a simulação paraapoiar a concepção do sistema flexível de fabrico, onde a sincronização das peças é necessário e porisso as várias opções devem ser bem analisadas.

A Simulação de Acontecimentos Discretos, como é conhecida, é sugerida como sendo uma técnicamuito flexível para modelar este tipo de sistemas de fabrico. Através do modelo que for construído,representando os vários aspectos considerados relevantes para caracterizar o funcionamento dosistema de fabrico, o projectista poderá testar diferentes soluções, como sejam por exemplo osdiferentes lay-outs oficinais, número de paletes no sistema, tempos de setup das máquinas, misturasde produtos e/ou regras para programação da produção, sem incorrer a custos que ocorreriam se as



experiências fosse realizadas no sistema real. A simulação ajuda assim a produzir um projectodetalhado e ajustado às realidades antes de ser implementado.

Fig.2A - Parte de um modelo relativo a um sistema produtivo, desenvolvido em Witness.

Existem ainda outros métodos que permitem uma análise quantitativa dos Sistemas de FabricoFlexíveis, como sejam os modelos estáticos ou determinísticos e os modelos de filas de espera.Estes primeiros, os modelos estáticos ou determinísticos, são modelos quantitativos do sistema deprodução que são utilizados para fornecer uma estimativa de alguns parâmetros do sistema comosejam a taxa de produção, a capacidade e a taxa de utilização. Não permitem uma avaliaçãoadequada das características de funcionamento que têm um carácter dinâmico e que podemdeterminar o desempenho de um sistema produtivo, como seja a evolução das filas de espera.Consequentemente o uso deste tipo de métodos tende a sobrestimar o desempenho de um Sistemade Fabrico Flexível. Os modelos de filas de espera são baseados na teoria matemática das filas deespera. Esta permite incluir algumas características dinâmicas mas apenas de uma forma genérica epara sistemas com configurações relativamente simples.

A terceira etapa no procedimento proposto para concepção é a Implementação. Esta fase temduas grandes actividades, consideradas relevantes e que estão relacionadas entre elas, que é aespecificação/concepção e implementação do software, e a especificação/concepção eimplementação de equipamentos e hardware. Um aspecto importante a ter em conta naimplementação de um sistema de fabrico flexível é que para manter uma FMS a funcionar seminterrupção é recomendado ter-se em termos de mão-de-obra os seguintes requisitos:

◊ Um carregador/descarregador por cada 5 máquinas.◊ Uma pessoa por cada 10 máquinas que esteja encarregue do "set-up" de ferramenta, ou

seja para mudança de ferramenta nos sistemas de armazenamento e da ferramenta emcada máquina (Assume-se que são Sistemas de Fabrico Flexível que não têm sistemaautomático para mudança da ferramenta para além dos sistemas rotativos que existem emcada máquina). Esta pessoa deverá ainda por exemplo preparar as paletes para as peçascom diferentes geometrias.

◊ Um operário por cada 10 máquinas para realizar pequenas operaçõesde reparação emanutenção, bem como outras operações técnicas para manter o sistema operacional.

◊ Um gestor de sistema por sistema de Sistemas de Fabrico Flexível.



Adicionalmente serão também necessários programadores e operadores de computadores,com um treino adequado ao equipamento com vão trabalhar.

Por outro lado é referido que com base em experiências ao nível da instalação de outrossistemas flexíveis que um volume apropriado de produção andará à volta de 5.000 - 75.000peças por ano (i.e. 20/dia - 290/dia). Abaixo destes volumes de produção um Sistemas deFabrico Flexível é uma alternativa em termos de processo, bastante dispendioso. Para valoressuperiores a estes volumes, deverá ser considerado provavelmente sistemas de produção maisespecializados que constituíssem um Processos Contínuo.

Quanto ao número de máquinas refere-se ainda que para justificar o custo do sistemainformático de controlo e o sistema de transporte de materiais, é considerado ter-se como umnúmero mínimo de máquinas quatro. Este número poderá ser um pouco teórico mas aexperiência diz-nos que abaixo deste número, deverá ser considerado investir-se sim numacélula de trabalho concebida dentro do conceito do GT ou centro de maquinagem de CNC.

Quanto às tolerâncias possíveis nos trabalhos a realizar nos Sistemas de Fabrico Flexível, épreciso ter em conta que o uso dos sistemas de fixação nas paletes e os sistemas de transporte depeças introduzem erros adicionais ao nível do posicionamento. Desta forma o Sistema deFabrico Flexível não conseguem atingir tolerâncias tão apertadas como as máquinas individuais.Se as tolerâncias são mais apertadas que (+/-)0.002, o uso de um centro de maquinagem serámais fácil para obter-se esses níveis de precisão. Os Sistemas de Fabrico Flexível paraatingirem essas tolerâncias necessitarão de utilizar sistemas de precisão e equipamentoespecífico.

Referências

Mikell P.Groover; Automation, Production Systems and Computer Integrated Manufacturing;Prentice Hill (1987)

Nand K.JHA; "Design of Flexible Assembly Using Simulation Modeling"; Handbook of FlexibleManufacturing Systems; pp217-273; Academic Press (1991)



Anexo II.2 - Simulação de Acontecimentos Discretos

O ambiente competitivo que se vive actualmente ao nível da indústria transformadora, conduziu ànecessidade das empresas reduzirem os seus custos de concepção e fabrico de novos produtosatravés da aplicação de novas tecnologias, de produção e de técnicas de gestão da produção decarácter inovador, para além de uma crescente flexibilização dos métodos de fabrico. Neste anexo éapresentada uma técnica capaz de gerar um conjunto de informação relevante para a gestão dosistema produtivo. Esta técnica consiste no desenvolvimento de um modelo que permite simulardiferentes condições que possam ocorrer no sistema real.

1. Introdução

Por vezes o processo de transformação numa empresa pode traduzir-se num conjunto detecnologias, máquinas ou novos conceitos de organização que serão introduzidos. Uma daslimitações existentes na adopção de uma determinada estratégia de mudança reside na falta degarantia de que a estratégia adoptada irá ter o efeito desejado. A possibilidade de se possuir umconhecimento prévio sobre o desempenho que o sistema irá ter após a implementação das alteraçõespropostas, torna-se bastante relevante para apoiar o investimento a ser realizado.

Uma das técnicas que tem tido uma aplicação cada vez maior ao nível de alguns sectoresindustriais, é a Simulação. Devido ao elevado número de variáveis e parâmetros que caracterizamum sistema produtivo, a Simulação de Acontecimentos Discretos1 têm-se revelado uma técnicaapropriada para analisar o sistema produtivo, verificando o resultado das alterações propostas eproporcionando o aparecimento de novas ideias a serem testadas.

Apesar das várias aplicações, o potencial da Simulação para um determinado projecto dependesignificativamente do tipo de sistema produtivo, em que a quantidade e variedade de produtosfabricados poderão variar bastante. No entanto poder-se-á referir que o interesse em se desenvolverum projecto de Simulação aumenta quando se verifica um aumento da complexidade do sistemaprodutivo ou quando são propostas alterações no processo que envolvam um elevado investimentoem capital. O objectivo de simular um sistema de produção será então minimizar os custos e o riscoenvolvidos numa tomada de decisão sobre o sistema a adquirir/instalar.

A Simulação é uma técnica que de uma forma genérica, pode ser utilizada ao nível da (i) análise econcepção de sistemas de produção, na (ii) formação de gestores e operários do sistema produtivo eno (iii) Planeamento do sistema produtivo[1]. No entanto, a maioria da aplicações da Simulaçãoverificam-se fundamentalmente ao nível da análise e concepção dos sistemas de fabrico. Após ainstalação de um sistema de produção ou durante a sua instalação, a Simulação pode ser usada paraformar os operadores e gestores do sistema sobre o comportamento que o sistema de produção iráter. Desta forma, constrangimentos ou operações críticas, podem ser identificadas no protótipo dosistema desenvolvido sob a forma de um modelo de simulação, ganhando-se assim experiência emalgumas técnicas ou formas de gerir o sistema. Finalmente, a Simulação pode ser usada noplaneamento da sequência de operações a realizar ao nível do processo de fabrico.

1 Denominado na literatura Inglesa por "Discrete Event Simulation".



Fundamentos da Simulação

A Simulação tem-se tornado cada vez mais uma técnica que é aplicada em circunstâncias em que oproblema a ser estudado é demasiado complexo para ser analisado por métodos analíticos[2]. Odesenvolvimento de um modelo do sistema produtivo permitirá simular diferentes condições quepossam ocorrer no sistema real.

Dependendo da forma como o tempo está associado com o comportamento do sistema, podemosdistinguir basicamente dois métodos de Simulação:

i) Continuo - se o comportamento do sistema real puder ser caracterizado por um determinadonúmero de funções continuas no tempo durante o qual os parâmetros do sistema variam;

ii) Discreto - se as características do sistema real que dependem do tempo, são representadas porperíodos ou acontecimentos discretos que mudam de "estado" (ex.:uma máquina que poderáestar a funcionar ou à espera de peças).

A tabela 1 sintetiza algumas das diferenças existentes entre a Simulação de AcontecimentosDiscretos e Contínuos.

Tabela 1 - Características dos diferentes tipos de modelação.Discreto Continuo

Intervalo de tempo Variação instantânea deum acontecimento para o

próximo

Infinitesimal

Método Relações lógicas Equações diferenciaisComponentes Entidades individuais Agregado

Variáveis Filas de espera, estados,variáveis

Níveis

Mudanças Acontecimentos Taxas

A Simulação é uma técnica orientada para analisar modelo "estocásticos". Estes são modelos cujasolução óptima dos problemas não pode ser definida matematicamente[4]. A existência decomponentes que variam aleatoriamente, criam uma grande incerteza ao nível de qualquer modeloque seja desenvolvido. Um exemplo é a estimativa do efeito da variação da mão-de-obra numprocesso produtivo, para o que é usual efectuar algumas aproximações. No entanto a quantidade demão-de-obra varia de acordo com a taxa de absentismo que por sua vez depende de inúmerosfactores. O desenvolvimento de um modelo matemático que represente a solução "óptima" dosproblemas, é extremamente difícil se não mesmo impossível. A Simulação é assim uma técnicaorientada para analisar modelos que possuam uma certa aleatoriadade na variação dos seuscomponentes[3]. Este tipo de simulação é denominada estocástica.

Os modelos de simulação estocásticos opõem-se aos modelos de simulação determinísticos, osquais, não contendo componentes aleatórias fazem com que os resultados sejam mais precisos.Estes modelos são utilizados em sistemas onde se pretenda fazer anunciar antecipadamente o quevai acontecer, como é o caso de um sistema de Planeamento e Controlo da Produção como oMRPII.



Ao nível da indústria e mais precisamente dos sistemas produtivos existentes, são desenvolvidosfundamentalmente modelos estocásticos.

A Simulação de Acontecimentos Discretos, tem dois elementos básicos que são (i) as "regras" quedeterminam quando é que o próximo acontecimento irá acontecer e (ii) a lógica que determina asmudanças no estado do modelo quando ocorre um acontecimento [4].

Na estrutura dos modelos de Simulação são introduzidos termos que irão ser utilizados ao longo dodesenvolvimento de qualquer projecto de simulação. Alguns destes termos são os seguintes:

i) Entidades - São os componentes do sistema que poderão ser permanentes, como seja o caso dasmáquinas e outros, ou temporários, como sejam as peças que entram no sistema.

ii) Actividades - É algo que é realizado pelas entidades ou sobre elas. As actividades têm umaduração que é bem definida, assim sabendo o seu início é possível determinar o seu fim. Umexemplo são as operações realizadas pelas máquinas.

iii) Acontecimentos - São os instantes em que as alterações ocorrem no modelo, i.e. quando uma oumais actividades se iniciam ou terminam. Geralmente mais do que uma actividade se inicia etermina num dado instante. A fig.1 ilustra a relação que existe entre o conceito deAcontecimento e Actividade.

Tempo

Actividade

Duração da actividade

Iníciodaactividade

Fimdaactividade

Fig.1A - Relação entre actividades e acontecimentos.

iv) Filas de Espera - São estados passivos de uma entidade, ou seja enquanto a entidade espera queas condições mudem, existem outras actividades que se podem iniciar.

v) Atributos - São utilizados para distinguir uma entidade de um tipo para outro, como seja adistinção entre o tipo de peças, máquinas ou número de operações requeridas num determinadotrabalho.

As "regras" que determinam quando é que o próximo acontecimento irá acontecer e a lógica quedetermina as mudanças no estado do modelo quando ocorre um acontecimento, são os elementosbásicos da Simulação[4].



Perspectiva Histórica no Desenvolvimento dos Sistemas de Simulação

Os desenvolvimentos que se tem verificado durante as últimas décadas ao nível da tecnologiainformática, têm contribuído significativamente para constantes desenvolvimentos e aplicações daSimulação ao nível da indústria. Tradicionalmente estas técnicas tem sido do domínio deconsultores e de especialistas ao nível de grandes empresas. No entanto, são inúmeras as referênciasa aplicações onde a Simulação tem tido uma aceitação crescente, apresentando uma metodologiabastante flexível na modelação dos sistemas de fabrico.

Cada vez mais os termos de Modelação e Simulação têm associado a existência de um programaque, possuindo informação suficiente sobre o funcionamento e sobre as condições iniciais dosistema de produção, irá fornecer informação numérica e gráfica sobre o desempenho do sistema.

Nos programas de Simulação existentes actualmente no mercado está associado uma tendência quese tem verificado ao nível do desenvolvimento destes sistemas. Para além das origens comuns queos caracteriza, estes sistemas têm tido desenvolvimentos muito semelhantes. Os dois principaisobjectivos que têm conduzido as empresas de "software" a subsequentes desenvolvimentos, têmsido:

i) A concepção de um software de Simulação onde seja fácil a construção de um modelo;

ii) O desenvolvimento de programas de Simulação onde seja fácil a compreensão dos resultados domodelo.

Com a experiência acumulada ao nível da modulação de vários aspectos da indústria de fundição noReino Unido, dos primeiros trabalhos ao nível da Simulação resultou o desenvolvimento doprimeiro software de Simulação concebido na United Steel. Este software denominado GSP(General Simulation Program) foi apresentado em finais dos anos 50 [5]. Este software foiconcebido apercebendo-se de que os vários modelos tinham características comuns e tentandodefinir um modelo genérico que incluísse várias das características encontradas. De facto, em vezde ter sido concebido um modelo genérico, este software foi bastante mais generalizado.

Virtualmente todos os desenvolvimentos verificados no Reino Unido ao nível da Simulaçãosurgiram a partir do software GPS. de acordo com as perspectivas históricas de desenvolvimentodos programas de Simulação apresentadas por Allan Carrie, a Fig.2A representa a evoluçãoverificada ao nível dos programas com maior aplicação em ambientes industriais no Reino Unido.



GSPInteractive Graphics Capability

Code Generators

Generic Manufacturing Models

Simon

Simon

Simon/G

Hocus

Hocus

Optik

Genetik

Draft

Draft

See-Why

See-WhyExpress Witness

Fig.2A - Desenvolvimento de sistemas de Simulação no Reino Unido.

Durante vários anos SEE-WHY foi considerado um sistema comum ao nível da indústria, emrelação ao qual outros sistemas de simulação tem sido comparados. SEE-WHY é um sistema desimulação baseado em FORTRAN que requer um conhecimento significativo em termos deSimulação por parte do utilizador.

Sistemas como o HOCUS e SIMON/G representam dois sistemas onde foram introduzidasfacilidades de modelação interactiva gráfica. A vantagem significativa de um sistema como oHOCUS resulta nos procedimentos em que o programa está estruturado para a construção domodelo, ou seja o funcionamento de sistemas é representado por um fluxograma construído usandotécnicas específicas do sistema. O fluxograma depois de representar o sistema a ser modelado, écodificado utilizando a própria linguagem do sistema. Este sistema pode implicar um grandedispêndio de tempo e tornar-se muito complexo quando se pretende modelar sistemas complicados.

Apesar do desenvolvimentos de subprogramas orientados para a construção de modelos(ex.:DRAFT e EXPRESS) houve sistemas novos que foram concebidos incorporando já essasfacilidades. GENETIK é um exemplo deste tipo de sistemas que foi concebido reconhecendo-se anecessidades de se criai um sistema a ser utilizado por técnicos ligados ao processo produtivo ecom pouca experiência em investigação operacional.

Procurando facilitar significativamente a construção dos modelos num projecto de Simulação, osmodelos genérico foram desenvolvidos constituindo sistemas de simulação que possuem umaterminologia própria das aplicações a que se destina.

Possuindo uma interface fácil com o utilizador e significativas capacidades gráficas, o WITNESS éo exemplo de um sistema concebido propositadamente para a modelação de sistemas de produção.

Nos Estados Unidos as tendências de evolução dos sistemas de Simulação foram semelhantes aoReino Unido. GASP representou o primeiro desenvolvimento desenvolvimento deste tipo desistemas e ocorreu igualmente ao nível da industria de fundição. Com a experiência adquiridaatravés do sistema SLAM e incorporando conceitos do sistema GPSS (General Purpose SimulationSistem) desenvolveu-se uma das mais recentes linguagens de Simulação, o SIMAN. Esta linguagem



de simulação tem vários módulos que facilitam a construção do modelo e possui uma capacidade deanimação gráfica deste sistema, o CINEMA.

PC MODEL/PC GAF representa tal como SIMAN/CINEMA, outro sistema de simulaçãodesenvolvido nos Estados Unidos, em que as capacidades gráficas são adicionadas pelo softwaregráfico PC GAF. De acordo com vários autores este sistema torna-se demasiado simples quandoaplicado na resolução de problemas de simulação com certa complexidade.

Tal como o WITNESS, o sistema genérico de Simulação SIMFACTORY representa uma tendênciaactual que existe em desenvolver sistemas de simulação para aplicação em PCs tornando este tipode sistemas cada vez mais acessíveis ao utilizador e nalguns casos podendo mesmo possuirinterface com software de uso corrente como sejam folhas de cálculo, processadores de texto ououtro software gráfico.

Fases de Desenvolvimento de um Projecto de Simulação

Um aspecto relevante para o sucesso de um projecto de Simulação reside, logo numa fase inicial, naescolha do sistema que irá ser utilizado. O sistema deverá ser escolhido de forma a satisfazer asnecessidades requeridas para o desenvolvimento do projecto, i.e. em termos do(s) problema(s)específico(s) que se pretende(m) analisar e dos meios existentes na empresa.

Os projectos que envolvam Simulação têm alguns aspectos críticos que faz com que haja umaabordagem muito própria, de forma a garantir uma confiança nos resultados que poderão serobtidos a partir do respectivo estudo.

Apesar do desenvolvimento de um projecto de Simulação ter aspectos que possam ser tratados deforma diferente, de acordo com o projectista, é possível caracterizar diferentes fases que existirãoao longo da sua realização:

i) Definição do Sistema - A familiarização com o sistema produtivo e seu funcionamento, é umrequisito básico para se modelar o sistema de uma forma realista e não como um simplesexercício académico. Assim, é necessário que haja uma definição das várias entidades eactividades que estão afectas ao modelo, bem como da logística que determina as condições quesão necessárias para que cada actividade ocorra.

ii) Construção do Modelo - A construção de um modelo de Simulação, envolve previamente várioscompromissos e decisões que vão definir o nível de detalhe representado pelo modelo. Destaforma, alguns pormenores não serão tidos em conta e os resultados deverão reflectir esse facto. Épreciso ter presente que um modelo nunca será idêntico ao sistema real, por a Simulação só porsi, implicar uma abstracção do mundo real. Consequentemente, a Simulação acaba por ser maisapropriada para comparar alternativas do que fornecer previsões precisas sobre o desempenho dosistema.

iii) Recolha de Informação - A Simulação necessita de um conjunto de dados para definir alogística do sistema e a sua própria forma de funcionar. Assim a "qualidade" da informaçãodisponível é um factor chave para determinar o nível de detalhe e precisão do modelo.



iv) Validação do Modelo - O modelo de Simulação deve ser validado para garantir que osresultados são fiáveis. Por outro lado, é necessário garantir que algumas consideraçõesassumidas para simplificar o sistema, sejam aceitáveis.

v) Ensaio do Modelo - Para avaliar o desempenho do sistema, o modelo depois de estar validado,pode ser corrido para posteriormente se analisar.

vi) Revisão do Modelo e Repetição de Experiências - Grande parte da informação recolhida nasfases iniciais da Simulação, irá ser revista e re-introduzida no modelo. Deste modo, à medidaque o projecto de Simulação evolui, a informação disponível irá ser cada vez maispormenorizada e precisa. Isto faz com que algumas das experiências anteriormente realizadas,sejam novamente repetidas com maior precisão.

Um projecto de Simulação está longe de ser um simples exercício com o seu início e fim, bemdefinidos. A facilidade de subestimar algumas variáveis do processo e a flexibilidade de alterar opróprio modelo, faz que as alterações no modelo sejam frequentes, fazendo com que se repitam asvárias fases.

Um projecto de Simulação ao nível produção poderá ser desenvolvido durante a fase deplaneamento, de implementação ou de funcionamento do sistema produtivo. No entanto,independentemente da fase em que o projecto de Simulação é desenvolvido, a informação de inpute output do modelo irá variar em termos da sua precisão, fiabilidade e volume, à medida que oprojecto é desenvolvido.

Considerações sobre as Vantagens e Desvantagens da Simulação

A Simulação é uma técnica que pode ser utilizada para proporcionar um conjunto de respostassobre problemas técnicos. Apesar do vasto campo de aplicações em que a Simulação pode serutilizada, qualquer decisão sobre o desenvolvimento de um projecto deste tipo deverá ter presenteàs várias vantagens, bem como as desvantagens associadas a esta tecnologia. De acordo comabordagem apresentada por Pritsker [5] e com a experiência desenvolvida ao nível da Simulação,pode-se referir que algumas das principais vantagens e desvantagens a ter em conta, são asseguintes:

i) Vantagens• Permite a realização de experiências sob um controlo bem definido de alguns parâmetros. Uma

experiência ao nível da Simulação pode correr um número indeterminado de vezes, variando osparâmetros de input para testar o comportamento do sistema sob uma variedade de condições.

• Permite uma compressão significativa do tempo. O funcionamento de um sistema de produçãoao longo de um período de tempo pode ser simulado em apenas alguns minutos.

• Permite uma análise de sensibilidades através da manipulação das variáveis de input. ASimulação permite responder a "o que aconteceria se...?"

• O desenvolvimento de um modelo de Simulação obriga naturalmente a uma melhorcompreensão do sistema real.

• Permite uma representação mais realista do sistema quando comparado com as análisesmatemáticas que se podem fazer.



• A Simulação é uma técnica mais generalizada quando comparada com os modelos matemáticose pode ser utilizada em casos onde a análise matemática não é adequada, como seja em casosonde se pretenda analisar condições que se verificam em sistemas não estacionários.

• Não perturba o sistema real. É uma vantagem significativa na medida em que qualquer gestorfica relutante em realizar as experiências que idealizou no sistema de produção.

• É uma ferramenta bastante eficaz ao nível da formação. Pode ser usada para transmitir umconjunto de informação sobre o sistema real, testando diferentes condições que poderão ocorrer.

ii) Desvantagens• A Simulação é uma técnica onde existe ainda uma certa falta de normalização de procedimentos

na abordagem dos problemas. A modelação de um mesmo sistema por diferentes indivíduos,poderá diferir bastante.

• Um modelo de Simulação pode tornar-se bastante dispendioso em termos de mão-de-obra etempo de utilização de equipamento informático. O custo da Simulação depende de váriosfactores mas os principais são os custos de software e hardware necessário para conceber eensaiar o modelo e, o custo de desenvolvimento associado ao número de horas afectas àSimulação.

• Possibilidade do modelo divergir da realidade devido a simplificações feitas na construção domodelo. Idealmente este problema deve ser detectado e corrigido durante a validação. Noentanto, por vezes, estas falhas podem ocorrer no modelo, dependendo da severidade doproblema e diligência com que o modelo é validado.

• Alguns parâmetros do modelo podem ser difíceis de serem inicializados. Poderão requerer umgrande dispêndio de tempo na recolha, análise e interpretação de alguma informação sobre osistema.

Qualquer discussão sobre as vantagens de utilização da Simulação, não deverá limitar-se apenas àlista de pontos já apresentados mas também ao ambiente global gerado pela pesquisa e análise quedeve ser feita junto de várias pessoas, durante o desenvolvimento dum projecto deste tipo. Aspessoas são levadas a questionar e a reflectir sobre vários aspectos do sistema produtivo,desenvolvendo um sentido crítico sobre o próprio processo. Desta forma, em alguns casos asvantagens alcançadas são geralmente atribuídas mais ao simples facto de o projecto de Simulaçãoter sido desenvolvido, do que aos próprios resultados da Simulação.

Conclusão

A análise do sistema produtivo através da Simulação, permite não só verificar a existência de umconjunto de constrangimentos ao longo do processo, bem como testar opções ao nível da gestão dosistema, procurando melhorar o desempenho do processo de fabrico.A Simulação só por si, constitui uma técnica que ao ser aplicada, permite uma significativaflexibilidade na análise do sistema. Novas simulações podem ser realizadas, introduzindo novosobjectivos na análise do sistema ou apenas utilizando informação mais precisa e fiável.O desenvolvimento de um projecto de Simulação dentro de uma empresa, proporciona apossibilidade de se possuir um meio de apoio efectivo à concepção, melhoria e gestão do sistemaprodutivo a partir do modelo que for desenvolvido. Um conjunto de informações e percepçõesobtidas a partir da análise do modelo, irão apoiar decisões que serão tomadas sobre o sistema deprodução. Este apoio à decisão, irá permitir uma maior confiança nas opções tomadas, reflectindo-



se numa redução ao nível dos custos correntes do próprio processo e numa organização maisadequada às actividades da empresa.

Referências

[1] - Chase, R.B. e Aquilano, N.J.; Production and Operations Management - A Life CycleApproach; Irwin; Boston (1989)

[2] - Rahnejat, H.; Simulation Aids Design for Flexible Automation; The International Journal ofAdvanced Manufacturing Technology; pp 91-108; February 1986

[3] - Hurrion, R.; Simulation Applications in Manufacturing; IFS; Bedford (1986)

[4] - Carrie, A.; Simulation of Manufacturing Systems; Wiley (1988)

[5] - Pritsker, A.; Introduction to Simulation and SLAM II, Systems Publishing; New York (1986)



Anexo II.3 Flexibilidade OrganizacionalFonte: Ilona Kovács; ´Novas Tecnologias, Recursos Humanos, Organizações e Competitividade;

Sistemas Flexíveis de Produção e Reorganização do Trabalho; CESO I&D; 1992

A estratégia de Produção Flexível e de Qualidade requer novos princípios de divisão de trabalho euma estruturação flexível de tarefas, nomeadamente:

A definição mais global e maleável de tarefas e funções em vez da definição estrita e rígida;

O reagrupamento ou a integração de tarefas e funções (preparação, execução e controlo) em vezda fragmentação e especialização;

A criação de perfis profissionais híbridos ou mistos em vez de perfis profissionaisespecializados;

O trabalho em grupo em vez do trabalho individual exigido pela crescente interdependênciatecnológica;

A aprendizagem contínua e ampliação de conhecimentos em vez de uma formação que visa apreparação definitiva para uma profissão, função ou tarefa.



Anexo II.4 Vantagens da Flexibilidade OrganizacionalFonte: Ilona Kovács; ´Novas Tecnologias, Recursos Humanos, Organizações e Competitividade;

Sistemas Flexíveis de Produção e Reorganização do Trabalho; CESO I&D; 1992

A Flexibilidade da organização e dos recursos humanos vai ao encontro dos princípios do JIT(“Just-in-Time”), uma vez que permite:

• Melhoramentos e/ou inovação nos produtos e nos métodos.• Aumento da flexibilidade funcional.• Aumento de oportunidades para o Controlo da Qualidade.• Aumento de oportunidades para a manutenção preventiva.• Identificação e resolução rápida de problemas imprevistos.• Redução de tempos mortos e tempos de operação, maior fluidez da produção.• Redução de mão-de-obra indirecta.• Maior satisfação no trabalho e maior motivação.• Melhor relacionamento entre a Direcção e os trabalhadores.• Melhoria de competências técnicas e sociais dos indivíduos e das equipas.

Resultados Comparados em termos de Flexibilidade de FMS estudados nos EUA e Japão:ResultadosTempo de desenvolvimento de sistemas (anos)Número de máquinas por sistemaTipo de componentes produzidos pelo sistemaVolume anual produzido de componentesNúmero de componentes produzido por diaNúmero de novos componentes introduzidos por anoTaxa de utilização

EUA2.5-3710172788152%

Japão1.25-1.756932581202284%

Fonte: Jaikumar,R.; ´Post Industrial Manufacturing`, Havard Business Review; nº6 (1986)

Lógica Tradicional• Privilegiar a redução de custos directos

em relação aos custos de preparação• Aumentar a dimensão do lote• Fragmentar as operações necessárias• Especializar pessoas e meios em tarefas

e competências estritas• Maximizar a taxa de utilização dos

equipamentos

Nova Lógica• Reduzir o número de operações necessárias• Desenvolver a polivalência das pessoas e o

grau de universalidade dos equipamentos• Integrar as operações de preparação, regulação

de máquinas e realizar a produção seminterrupção de modo a reduzir o tamanho doslotes, stocks e prazos

• Tornar o nível de utilização de equipamentoscompatível com as exigências dos clientes



Foram identificados alguns aspectos essenciais distintos das empresas "excelentes" (grandesempresas inovadoras como a 3M, IBM, TEXAS INSTRUMENTS, MacDONALD'S, etc):

Orientação para a acção e a experimentação. Atenção aos clientes (qualidade e rapidez do serviço prestado). Estímulo à autonomia e ao espírito inovador dos indivíduos e dos grupos de trabalho. A motivação dos trabalhadores serve como base da qualidade e de ganhos deprodutividade.

Mobilização à volta de uma filosofia organizacional tendo por base alguns valores-chaveque fazem parte da cultura da empresa.

Dedicação apenas àqueles produtos ou serviços que sabem fazer bem. Estrutura simples e leve com poucos níveis hierárquicos. Maleabilidade e rigor.

Fonte: Peters J.Thomas e Waterman Jr., Robert H.; ´In search of Excellence`; New York; Haper and Row Publ.1982



Anexo II.5 Mudanças às Empresas para Promover a Flexibilidade

ESTRUTURAORGANIZACIONAL

⇒ Níveis hierárquicos mais reduzidos, descentralização, melhorcirculação de informação, comunicação e cooperação entreunidades.

ORGANIZAÇÃODO TRABALHO

⇒ Integração vertical e horizontal de tarefas interdependentes,criação de unidades de trabalho com autonomia.

ESTILO DEGESTÃO

⇒ Participativo, interactivo e motivador capaz de enfrentar adiversidade, o imprevisto e as perturbações.

CULTUAR DAEMPRESA

⇒ Espírito de experimentação e aprendizagem colectiva,qualidade, iniciativa, autonomia, partilha de informação edecisões, participação.

QUALIFICAÇÃONível dedirecção:

Nível daschefias:

Níveloperacional:

⇒ Novas competências técnicas e sociais nos diversos níveis.⇒ Visão sistemática e gestão estratégica, conhecimentos em novos métodos

e técnicas de gestão e em relações humanas, capacidade de partilharinformação, ouvir, consultar, negociar e motivar.

⇒ Capacidade de delegação de responsabilidades, animação de equipas,formação, comunicação, trabalho em equipa, condução de reuniões,conhecimentos técnicos mais amplos, ligação inter-serviços, motivação dopessoal para a procura de melhorias na competitividade, gestão dapolivalências e promoção do pessoal.

⇒ Polivalência, compreensão mais abstracta e global do ambiente dotrabalho, iniciativa, responsabilidade, capacidade de análise dosproblemas, comunicação e trabalho em equipa.



FORMAÇÃO ⇒ Investimento em formação para promover o desenvolvimentodas novas competências nos diversos níveis. A formação nosníveis superiores tem de preceder à formação no níveloperacional.

ESTRUTURA DEEMPREGO

⇒ Elevada percentagem de pessoal qualificado, estável e bemremunerado.

RELAÇÃO ENTREDIRECÇÃO ETRABALHADORES

⇒ Diálogo e cooperação, clarificação dos objectivos,envolvimento do pessoal nos processo de modernização,empenhamento do pessoal nos objectivos da empresa.



Anexo II.6 Situação e Perspectivas em PortugalFonte: LNETI/MIE: 1983; Relatório OCDE:1984; Constâncio, M.J. et al.:1984; Rodrigues Fernandes:1987 etc.

Diversos estudos têm indicado as fragilidades da indústria portuguesa referindoprincipalmente os seguintes aspectos sócio-económicos:

Forte dependência tecnológica e técnica com forte endividamento externo. Fraco nível técnico e de domínio sobre a tecnologia das empresas industriais ligado àpenúria em quadros técnicos, ao nível de desenvolvimento e de investimento alcançado.

Especialização baseada em sectores que utilizam primordialmente mão-de-obra intensivae de baixo custo comparado, o que veio a tornar competitivas as indústrias tradicionais.

Estrutura empresarial dualista: por um lado grandes empresas (com grande concentraçãode capital) que surgiram com os grandes projectos de industrialização nos finais dosanos 60, e por outro lado, um conjunto de pequenas e médias empresas, representando62% do emprego na indústria; as grandes empresas representam (1984) apenas 1,2% dosestabelecimentos em actividade, enquanto as pequenas são 79,6% e as médias 9,2%.

Falta de recursos humanos qualificados, particularmente a nível das qualificaçõessuperiores e intermédias o que poderá condicionar fortemente a melhoria tecnológica dasempresas industriais portuguesas.

Baixo nível de investimento em I&D a nível nacional e reduzida actividade de I&D nasempresas.

Fraco dinamismo económico enraizado no modelo tradicional de empresa (fracacapacidade empresarial, relações hierárquicas autoritárias, gestão deficiente) e agravadopela política económica restritiva.

Sistema industrial pouco organizado (fraco desenvolvimento de relações inter-indústriaise de subcontratação).

Estruturas institucionais e administrativas inadequadas (inexistentes ou baixo grau deconcentração relativamente a decisões estratégicas, excessiva regulamentação, rigidez).

Ausência de uma estratégia de desenvolvimento económico capaz de orientar aspolíticas sectoriais e outras políticas específicas (formação profissional, política dedesenvolvimento tecnológico, etc.)



Anexo II.7 Características da Inovação Tecnológica em Empresas Industriais Portuguesas

Fonte: Moniz, António B.; Modernização da Indústria Portuguesa; Revista do Centro de EstudosEconomia e Sociedade; Lisboa, CESO; nº1 de 1989; pp117-160

De acordo com os resultados de um inquérito, podemos destacar alguns aspectos dainovação tecnológica realizada em empresas industriais:

É reduzir a percentagem (2-3%) de empresas que utilizam sistemas informáticosassociados à produção directa (máquinas-ferramentas computadorizadas, manipuladoresautomáticos, robôs, etc.)

Maior utilização (cerca 20%) verifica-se nos serviços de produção e administrativos(processamento de informação relativa a vendas e compras, salários e ainda CAD -concepção assistida por computador) é principalmente, apenas nos serviçosadministrativos (cerca de 36% das empresas).

Cerca 18% das empresas utilizam elementos de um sistema tecnológico avançado(CAD, CAM, CAD/CAM - Fonte: Silva, Manuela, Empresários e Gestores da Indústria em Portugal; CISEP,1989).

A modernização realizada nos últimos 5 anos caracteriza-se mais pela melhoria dosprocessos produtivos e dos produtos existentes, do que pela introdução de inovaçõesorganizacionais consideráveis ou pelo lançamento de novos produtos e diversificação daprodução, como indica o seguinte quadro:

DIMENSÕES DA MODERNIZAÇÃO %⇒ Melhoria do ponto de vista tecnológico, dos processos produtivos 25⇒ Melhoria dos produtos existentes 20⇒ Introdução de novos processos produtivos 19⇒ Introdução de inovações organizacionais consideráveis ligadas às

inovações tecnológicas15

⇒ Diversificação da produção 13⇒ Introdução de novos produtos ou tecnologicamente inovadores 9

A INOVAÇÃO É PRINCIPALMENTE %⇒ Melhoria de novas tecnologias 37,5⇒ Penetração em novos mercados 21,0⇒ Melhoria da organização do trabalho 16,5⇒ Lançamento de novos produtos 15,5⇒ Substituição de homens por máquinas 2,7⇒ Desenvolvimento de investigação 4,9⇒ Outra Definição 1,8



Os principais objectivos que as empresas se propunham atingir com a introdução de novastecnologias em ordem de importância (em pontos), numa escala de 1 a 6 são as seguintes:

OBJECTIVOS %⇒ Aumentar a produtividade 4,9⇒ Aumentar ou manter a cota no mercado 3,9⇒ Melhorar a qualidade 3,7⇒ Conquistar novos mercados 3,3⇒ Reduzir os ciclos de produção 2,8⇒ Reduzir os tempos mortos 2,7⇒ Reduzir os custos de mão-de-obra 2,3⇒ Motivar os trabalhadores 1,9⇒ Renovar gama de produtos 1,8⇒ Economizar energia 1,5⇒ Empregar novas matérias primas 1,3⇒ Economizar matéria-prima 1,2⇒ Tornar a produção menos dependente do operador 1,3⇒ Melhorar as condições de trabalho 1,2⇒ Diversificar a produção 0,2⇒ Reduzir os danos ao ambiente 0,2



NOTA para o Aluno:

O aluno no final deste módulo deve ser capaz de saber:

⇒ Descrever as principais características dos sistemas CIM.⇒ Discutir o enquadramento do CIM nos vários sectores industriais.⇒ Identificar as diferentes tecnologias que constituem este tipo de sistemas integrados.⇒ Quais os grandes benefícios que podem ser considerados com a integração de sistemas.⇒ Caracterizar as vantagens e desvantagens associadas a cada uma das tecnologias,

individualmente.

módulo ii cim: evolução competitiva das empresasltodi.est.ips.pt/pcunha/pdf´s/go_ig/mod 2...

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