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O Método GEFÁSICO de Gestão Estratégica de Fábrica por Simulação Computacional
Por Eduardo G. M. Jardim e Ricardo Sarmento Costa
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Gestão de curto prazo para a pontualidade total
Quando se pensa em usar a simulação para resolver problemas de
programação no dia-a-dia do chão-de-fábrica, a primeira idéia que vem à cabeça é
estudar como o uso de diferentes prioridades impacta o processamento dos vários
pedidos em carteira. De fato, pela alteração pura e simples de prioridades pode-se
fazer com que pedidos considerados urgentes sejam privilegiados no processamento
da fábrica e seus prazos sejam assim cumpridos.
Tal enfoque é normalmente considerado apropriado porque, em princípio, não
há custos associados à alteração pura e simples de prioridades, ao tempo que o
benefício trazido por essa repriorização pode ser muito significativo.
Porém, se por via de priorizações pode-se viabilizar a entrega pontual de um
determinado item, deve-se ter em mente que quando se trata de uma planta
carregada, esse ganho frequentemente tem como contrapartida o atraso de outras
ordens (como na estória do “cobertor curto”).
Trata-se de um jogo de soma nula, onde o ganho de um é, em geral,
compensado pela perda de outros, face às limitações de processamento existentes.
Nesse sentido, a meta de entregar 100% das ordens no prazo pode não ser viável de
ser alcançada via alteração de prioridades, se o nível de capacidade e/ou o plano de
materiais existente é por demais restritivo.
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Isso significa que, se a Pontualidade Total é o objetivo em questão, as
práticas usuais de gestão de curto prazo no chão-de-fábrica, como ajustes de
capacidade (e.g hora-extras, subcontratações) e alterações no plano de materiais
(e.g. renegociação com fornecedores para antecipação do recebimento de itens
críticos), dentre outras, devem ser tratadas em pé de igualdade com a questão de
prioridades (“buscando aumentar o tamanho do cobertor”). E sendo esse o caso,
nada garante que a utilização de uma boa regra heurística de priorização seja a ação
gerencial de maior eficácia e menor custo global. O que é mais dispendioso:
priorizar um pedido urgente e fazer horas-extras para compensar os atrasos gerados
em pedidos de prioridade secundária, ou ao contrário ?
Na prática (como também na teoria) essa questão não tem uma resposta
determinada. O problema de sequenciamento é tão formidavelmente amplo e
intrincado que qualquer mínima alteração no nível de capacidade ou no plano de
materiais (isto é, nos dados do problema de sequenciamento estrito) é suficiente
para invalidar toda a análise à respeito de prioridades que tenha sido feita até então.
Consequentemente, a questão gerencial relevante passa a ser: descobrir como as
várias possibilidades gerenciais existentes (priorizações inclusive) devem ser
combinadas para que o desempenho desejado para a empresa seja alcançado, com
menor custo de processamento.
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Os graus de liberdade do problema
Viu-se já que várias são as possibilidades gerenciais de curto prazo,
disponíveis no chão-de-fábrica. A questão que se coloca agora é como essas
possibilidades se relacionam com o objetivo de entregar 100% das ordens
pontualmente. A figura 1, apresentada abaixo, segue de guia para essa discussão.
Renegociar prazoscom fornecedores
Hoje
Alterar planode mÚdio prazo
Reduzir tempos de fila:* Priorizar* Fazer horas-extras* Subcontratar
Reduzir temposTransporte
Reduzir temposde preparaþÒo Reduzir tempos
mßquina
Renegociar prazoscom clientes
Data de entregaprometida
Data de entreprogramada
Atraso
Item comprado
Item de estoque
Item comprado
Item comprado
Item comprado
Item comprado
Item fabricado
Item fabricado
Produto final X
Figura 1: Graus de liberdade envolvidos no problema
Data de entrega prometida
Data de entrega programada
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Em linhas gerais, a figura representa o processamento programado para um
determinado pedido X ao longo do tempo, considerando a concorrência com outros
pedidos. A árvore desse produto está disposta horizontalmente (isto é, “deitada” ao
longo de um gráfico de “Gantt”) sendo os vários itens do pedido X representados
por retângulos cuja localização no gráfico corresponde ao instante em que os
mesmos estarão disponíveis segundo a programação considerada.
Relacionado a cada item fabricado, os vários tempos de produção são
representados por um conjunto de segmentos retangulares contíguos que identificam
o tempo de transporte entre máquinas, a espera em fila, a preparação de máquina e
o tempo de processamento propriamente dito, respectivamente.
Assim, na figura 1, a programação da fabricação do produto X no tempo é
tal que a data de entrega programada ultrapassa a data prometida ao cliente, sendo
projetado, portanto, um atraso na entrega desse pedido.
Em função disso, pode-se observar quais são as possibilidades gerenciais
existentes para tentar reduzir o atraso na entrega do pedido X:
(1) encurtar o tempo total de produção do pedido via redução dos tempos de fila. É
como se, na figura 1, os segmentos retangulares de cor preta fossem espremidos
para a esquerda forçando a rede de atividades do pedido X a se encaixar no
intervalo entre a entrega prometida e a data de hoje. Isso pode ser conseguido
priorizando-se o pedido em relação aos demais, ou aumentando-se a
capacidade disponível via trabalho em hora-extra, subcontratação de serviços à
terceiros ou utilizando máquinas alternativas para o processamento;
(2) encurtar o tempo total de produção do pedido via redução dos tempos de
transporte dispendidos para movimentar os itens de um centro de trabalho para
outro. Como no caso anterior, trata-se de comprimir a rede de atividades de X
agora reduzindo-se o tamanho dos segmentos reticulados. Para tanto pode ser
tentado o apressamento desses materiais na planta determinando-se que uma
vez finda uma operação, os materiais semi-elaborados gerados nessa operação
sejam imediatamente transportados para o próximo estágio de fabricação;
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(3) encurtar o tempo total de produção do pedido via redução dos tempos de
preparação necessários para ajustar os equipamentos antes do início de
processamento. Graficamente, isso equivaleria a reduzir ou eliminar os
segmentos brancos dos itens que estão no caminho crítico do pedido X. Para
alcançar esse objetivo, duas estratégias de ação podem ser mencionados. No
curto prazo, pode-se buscar uma escolha apropriada da ordem em que os
serviços são processados como forma de reduzir a necessidade de preparações
(por exemplo, selecionar para carregamento em máquinas itens da mesma
unidade de delineamento do item que termina o seu processamento)1.No médio e
longo prazo, pode-se buscar a redução dos tempos de preparação a partir de
iniciativas mais estruturais que contemplem a racionalização dos processos de
ajuste e fixação das peças nas máquinas;
(4) encurtar o tempo total de produção do pedido via redução dos tempos de
processamento. A analogia gráfica aqui corresponde à compressão da rede de
atividades de X via redução do tamanho dos segmentos diagonalmente
tracejados. Como no segundo caso da opção anterior, trata-se aqui também de
uma alternativa limitada dentro do horizonte de curto prazo, já que requer a
análise minuciosa da tecnologia de processo utilizada buscando potenciais
melhorias;
(5) encurtar o tempo total de produção do pedido via “relaxamento” dos planos de
médio prazo feitos anteriormente, caso se verifique que deles advêm as
restrições para o atendimento pontual do pedido2. Em geral, o planejamento
das atividades de curto prazo está hierarquicamente subordinado à planos mais
agregados definidos previamente. Esses planos são, em geral, estabelecidos
como uma primeira aproximação para as datas de início e fim de processamento
do pedido, quando ainda não se tem informações detalhadas sobre o
processamento. Mais adiante, a programação de curto prazo tenta respeitar
esse planejamento, mas algumas vezes essa é exatamente a restrição que
precisa ser removida para o atingimento dos objetivos propostos;
1Deve-se notar, porém, a esse respeito, que na produção sob encomenda a variedade de produtos é de tal ordem que, na prática, todos os serviços requerem tempos de preparação. 2Na figura 1 essa ação equivaleria a mover para esquerda toda a árvore de material juntamente com o traço vertical pontilhado perpendicular ao eixo do tempo. Esse traço simboliza o marco traçado por um planejamento de médio prazo a partir do qual os materiais devem estar disponíveis para que a fabricação do pedido possa se iniciar.
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(6) encurtar o tempo total de produção do pedido renegociando-se com os
fornecedores a antecipação do recebimento dos materiais críticos para o
processamento do pedido. Na figura, essa ação equivale a mover para esquerda
o traço vertical associado ao instante em que o último material comprado
necessário a fabricação do item X está disponível. Essa é uma ação gerencial
eficaz e frequentemente utilizada no dia-a-dia, embora deva ser tratada como um
procedimento excepcional já que interfere com relações externas a fábrica;
(7) encurtar o tempo total de produção do pedido alterando o projeto do produto, o
processo de fabricação, repensando a árvore de produtos e/ou investigando a
possibilidade de comprar partes prontas em lugar de fabricar. Graficamente, essa
ação corresponderia a um amplo redesenho da rede de atividades. Trata-se aqui
de uma alternativa limitada no curto prazo já que remete ao estudo da tecnologia
de processamento utilizada;
(8) aumentar o prazo renegociando a data de entrega com o cliente. Na figura essa
ação corresponderia a mover o traço vertical correspondente a data de entrega
prometida para a direita até que o mesmo se superponha ao traço referente à
data de entrega programada. Essa não é propriamente uma solução para a
pontualidade mas pode contribuir para a manutenção de uma imagem positiva
como fornecedor pontual.
Diante de todos essas possibilidades, fica claro que o esforço gerencial para
a Pontualidade Total é muito mais que meramente uma questão de prioridades. De
fato, na figura 1, todos esses oito pontos citados podem ser trabalhados
independente ou concomitantemente buscando-se compactar o processamento total
do pedido X para encaixá-lo no intervalo entre a data de hoje e a data de entrega
prometida.
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Método GEFÁSICO de programação para a Pontualidade Total
Praticamente todas as ações citadas na seção anterior, estão de alguma
forma contidas nas diretrizes para a Pontualidade Total, discutidas conceitualmente
no texto Leitura 2.
A questão aqui está menos na discussão sobre quais são essas alternativas
gerenciais e mais na reflexão sobre como o programador deve lidar com tal riqueza
de opções. Viu-se anteriormente que a complexidade envolvida na tomada de
decisão gerencial ligada ao problema de sequenciamento e gestão da capacidade no
curto prazo é extraordinariamente alta tornando imprescindível que a busca de uma
solução adequada se faça de uma forma consistente e estruturada.
O método GEFÁSICO proposto a seguir é fruto de experiências práticas de
programação da produção por simulação em ambientes reais de produção sob
encomenda. Sua concepção pretende oferecer uma linha mestre de raciocínio que
conduza a uma solução eficaz, porém não necessariamente ótima.
Basicamente são seis os estágios percorridos na busca de um programa de
produção orientado para a Pontualidade Total, conforme apresentado na figura 2.
Cada uma das fases é a seguir detalhada e justificada nas seções que se seguem. O
texto pressupõe que um simulador com as características do sistema JOBBING
TRILHA EDUCACIONAL utilizado na aula, esteja disponível.
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Fase 0: Ganhando confiança nos dados
Verificando os dados de projeto, processo e compras
Verificando o andamento das operações no chão-de-fábrica
Fase 1: Conhecendo os limites do problema
Identificando o pior caso
Identificando o melhor caso
Fase 2: Analisando as limitações estruturais
Questionando o plano de compras
Questionando o processo e o projeto
Fase 3: Determinando uma solução realista
Informando as limitações e características de processamento desejadas
Informando as prioridades conhecidas
Fase 4: Buscando os principais objetivos de curto prazo
Encurtando o caminho crítico via horas-extra
Encurtando o caminho crítico via subcontratação
Apressando operações críticas
Fase 5: Buscando os objetivos estratégicos de Pontualidade Total
Identificando os principais gargalos de capacidade
Ampliando a capacidade dos gargalos via horas-extra
Reduzindo a carga de trabalho nos gargalos via subcontratações
Fase 6: Buscando a solução de melhor relação custo-benefício
Reduzindo os custos de processamento
Investigando o impacto das várias heurísticas
Melhorando outros objetivos secundários
Figura 2: Metodologia para uso da simulação na gestão da produção de curto prazo
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Ganhando confiança nos dados (fase 0)
Poucas coisas são mais desgastantes que realizar um experimento complexo
envolvendo um grande número de alternativas, para no final descobrir que os
resultados obtidos de nada valem pois se basearam em dados inexatos.
Em estudos de simulação essa é uma situação que frequentemente ocorre.
Como a técnica é muito sedutora - funcionando de forma semelhante a um jogo de
entretenimento - é comum partir-se logo para o teste de hipóteses sem examinar se
os dados do problema são efetivamente consistentes.
Esse “açodamento”, entretanto, quase nunca vale a pena. Pela sua
natureza, a simulação monta cenários futuros a partir do “status” corrente do chão-
de-fábrica que está informado na base de dados. Se essa informação está
desatualizada, as projeções simuladas são pouco confiáveis.
Em função disso, a primeira fase a ser considerada numa metodologia de
programação por simulação deve ser a verificação sistemática da consistência dos
dados de entrada.
Note-se que essa verificação pode ser feita de modo informatizado,
aproveitando o momento inicial da simulação, quando os dados de arquivo são
transferidos para a memória3. Por exemplo, durante a transferência um
procedimento automático pode examinar a base de dados extensivamente buscando
identificar a existência de problemas lógicos e inconsistências ligadas aos dados que
descrevem os processos de fabricação, o projeto dos produtos, os planos de
produção definidos no médio prazo e o apontamento de chão-de-fábrica.
3Essa operação de transferência de dados do arquivo para a memória é um pré-requisito praticamente incontornável para que a simulador seja suficientemente veloz e eficiente, garantindo a operacionalidade da abordagem de tentativas e erros.
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Verificando os dados de projeto, processo e planejamento
Inconsistências típicas ligadas ao projeto, ao processo e ao planejamento
agregado são, por exemplo: (i) itens fabricados sem roteiro de fabricação
informado; (ii) itens fabricados sem lista de materiais informada; (iii) itens comprados
sem informação sobre planejamento de compra ou emissão de ordem de
fornecimento; (iv) pedidos de clientes sem datas de entrega; (v) centros de trabalho
sem unidades cadastradas; (vi) unidades de delineamento sem recursos
especificados; dentre outras incongruências.
Muitas dessas questões não são erros, mas simplesmente decorrem da
dinâmica da produção sob encomenda onde, muitas vezes, os projetos, e
consequentemente os dados, vão sendo definidos paulatinamente ao longo do tempo.
É frequente o caso, por exemplo, onde alguns itens de um pedido estão sendo
detalhados pela Engenharia, enquanto outros estão já com seu projeto definido e
seus processos de fabricação especificados. Nessas situações, não há porque o
simulador ignorar esses itens já detalhados ao elaborar um programa de produção.
Na verdade, espera-se mesmo que estes itens tenham seu processamento simulado
em igualdade de condições com os demais.
É importante, porém, que essas situações atípicas sejam identificadas pelo
programa para que o programador da produção tenha total consciência sobre quais
partes do produto estão ainda pendentes de definições relativas a projeto e processo
(note-se que a falta de informações relativas a apenas um item intermediário ou
comprado pode ser suficiente para impedir o simulador de projetar a entrega do
pedido final).
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A “sensibilidade” da simulação em relação aos dados aconselha também que
esse procedimento automático de verificação aponte, além das inconsistências de
lógica citadas, também aqueles dados “suspeitos” que apresentam valores muito
acima da média normal. Por exemplo: tempos de processamento com durações
muito longas e quantidades de componência excepcionalmente altas. A identificação
de um engano dessa natureza pode representar uma economia significativa de tempo
e energia nas etapas posteriores. A figura 3 apresenta, a título de exemplo, um
relatório de consistência emitido automaticamente pelo sistema Jobbing-II que
exemplifica algumas das inconsistências mencionadas.
R703 METALMECA Calderaria, Usinagem e Montagem Ltda Emiss:25/05/94 1/04 JOBBING. PROGRAMACAO POR SIMULACAO Refer:27/05/94
CONSISTENCIA DA BASE DE DADOS
Descricao da mensagem Objeto
Aviso: Item fabricado sem roteiro 1694M1000.1
Aviso: Item fabricado sem materiais 1694M1230
Aviso: Item sem aplicacao 1694M1250.1
Aviso: Pedido sem demanda cadastrada 2200
Aviso: Pedido com demanda maior que 10 unidades 2300
Aviso: Pedido sem data de entrega 2300
Aviso: Item sem providencia de compras tomada 3964M1230.2
Aviso: Item de estoque sem data de aplicação prevista 3964M1305.2
Erro: Quantidade de componencia nula 3964M1400.7
Aviso: Quantidade de componencia maior que 50 3964M1400.32
Erro: Centro sem unidades cadastradas US FUR
Erro: Unidade sem postos cadastrados US FUR A
Aviso: Transporte de subcontratacao maior que uma semana US MAN
Erro: Posto nao pertence a nenhuma unidade T2
Aviso: Utilizacao do posto menor que 50 RAD
Aviso: Tempo de processamento unitario maior que 30 horas 1694M1200 (Op. A)
Aviso: Tempo total demandado maior que 100 horas 1694M1240 (Op. D)
Aviso: Transporte entre operacoes maior que uma semana 2200M2200 (Op. A)
Figura 3: Exemplo de relatório de consistência emitido pelo sistema Jobbing-II
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Verificando os dados relativos ao andamento do chão-de-fábrica
Checada a consistência dos dados iniciais e resolvidos (ou pelo menos
entendidos) os problemas lógicos ligados à falta de informação sobre roteiros e
componentes, cabe ainda certificar-se se o andamento das operações na fábrica
está compatível com a informação disponível na base de dados.
Dois fluxos de informação principais devem ser verificados. Em primeiro
lugar os fatos relativos a capacidade. Férias, dispensa ou contratação de
funcionários, quebras de máquinas, ou quaisquer informações desse gênero devem
estar atualizadas no sistema antes de um planejamento. A experiência mostra que
esses fatos, por ocorrerem de forma irregular são frequentemente esquecidos, o que
pode prejudicar a validade das soluções geradas.
Em segundo lugar, é preciso garantir que a informação sobre quais
máquinas estão ocupadas, quais estão livres e que serviços foram já realizados
esteja atualizada (para que essas operações não sejam novamente reprogramadas).
Registre-se que, em ambos os casos, o essencial é que o “status” da planta
esteja correto no exato instante em que se inicia um (re)planejamento. Isso significa
dizer que não há uma imposição quanto ao ritmo de atualização desses dados,
sendo indiferente do ponto de vista do sistema se as informações chegam a base de
dados "on-line", ao fim de cada dia, ou apenas no instante exato que antecede o
planejamento.
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Conhecendo os limites do problema (fase 1)
Uma vez que as informações da base de dados tenham sido verificadas e sua
validade considerada satisfatória, pode-se então iniciar a fase 1 da metodologia
descrita na figura 2.
O objetivo central dessa fase é o estudo dos limites do problema, obtendo-se
estimativas para a pior e a melhor hipótese de processamento. Sendo o universo de
soluções quase infinito, é interessante estabelecer referências que possam
parametrizar o caminho de solução evitando, assim, que se perca tempo em análises
que o bom senso desaconselha.
Identificando o pior caso
Como ao se iniciar o planejamento normalmente não se conhece ainda o
impacto que o processamento da carteira de pedidos corrente terá sobre a
capacidade disponível, gera-se uma primeira solução supondo um fluxo natural de
processamento. Isto é, simula-se a situação onde: (i) os centros de trabalho
processam os serviços na ordem natural de chegada (leia-se PEPS), (ii) todos os
clientes, pedidos e respectivos itens têm a mesma prioridade, (iii) não está
autorizado trabalho em horário extra, (iv) nem tampouco subcontratações e (v) está
proibido o apressamento de itens urgentes4.
Essa hipótese equivale a investigar o que aconteceria se nenhuma decisão
gerencial de priorização ou ajuste for tomada. Nesse sentido, pode-se considerar
que os resultados obtidos numa corrida de simulação com tais características
correspondem a uma estimativa de "pior caso" em termos de pontualidade5.
4Essas são as condições-padrão do sistema. Entretanto, em cada empresa (especialmente naquelas onde o fluxo de produção é relativamente homogêneo no tempo) pode-se armazenar o conhecimento acumulado no passado relativo ao melhor esquema de prioridades e gestão de curto prazo e utilizar essas condições como condições iniciais do sistema na hora de replanejar, abreviando-se assim o processo de planejamento. 5Observe-se que certamente devem haver soluções bem piores do que esse fluxo natural. O termo "pior caso" aqui deve ser entendido como um patamar mínimo de desempenho para aquém do que é desnecessário prosseguir a avaliação.
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Por outro lado, é razoável dizer que o resultado obtido nessa simulação é
também uma boa estimativa de "melhor caso", em termos de custos de
processamento. De fato, se nenhum ajuste de capacidade, apressamento ou
material é considerado, o custo da solução é dado apenas pelo somatório dos custos
padrão de processamento nos vários centros de trabalho. A título de ilustração, a
figura 4 apresenta um relatório que é emitido pelo sistema Jobbing-II exatamente para
subsidiar essa análise sobre os custos de processamento associados a uma
determinada corrida de simulação.
R703 METALMECA Calderaria, Usinagem e Montagem Ltda Emiss:25/05/94 JOBBING. PROGRAMACAO POR SIMULACAO Refer:27/05/94 *** Analise de Custos *** Pedido Normal Extra Subcnt Material Multa Preco Lucro 94/150 2500 0 0 0 68 3380 812 94/151 2800 0 0 8000 0 14040 3240 94/152 10300 0 0 8000 6490 24960 170 94/153 1300 0 0 510 1690 3390 110 94/154 4200 0 0 0 0 7280 3280 94/155 10200 0 0 20000 4352 35230 678 94/156 1300 0 0 0 17 1690 373 94/157 2500 0 0 8000 0 14040 3540 94/158 8200 0 0 15000 0 27820 4820 94/159 2800 0 0 8000 0 14040 3640 94/160 2400 0 0 8000 0 14040 4040 Totais => 48500 0 0 75510 31886 159910 24483 Voltar
Figura 4: Exemplo de relatório de custos emitido pelo sistema Jobbing-II6
Registre-se que, embora essa seja uma hipótese pouco provável, sendo a
solução encontrada nesse estágio já satisfatória, pode-se perfeitamente interromper
aqui o planejamento passando-se a programação gerada para a fábrica mediante a
emissão dos relatórios que especificam a sequência de processamento sugerida em
cada centro de trabalho.
6Na figura 4, “Normal” é o custo total relativo ao processamento em horário normal; “Extra” refere-se aos custos de hora-extra; “Subcnt” aos custos de subcontratação e “Material” aos gastos com matérias-primas e componentes comprados. As “Multas” são proporcionais aos atrasos; o “Preço” é o valor definido no contrato e o “Lucro” é um valor apenas destinado a análises gerenciais tendo sido calculado como o preço subtraído de todos os custos citados. E ainda, no cabeçalho da figura, “Emiss”é a data de emissão do relatório enquanto “Refer” é a data de referência para a simulação (a partir da qual a programação está sendo feita).
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Identificando o melhor caso
O passo seguinte é determinar o limite oposto, isto é, a performance que
poderia ser obtida no caso fictício onde os tempos de transporte e movimentação dos
itens fossem os mínimos possíveis e a disponibilidade de máquinas fosse infinita.
Na figura 1 essa situação equivaleria a zerar os segmentos reticulados,
pretos e brancos. No simulador Jobbing esssa hipótese seria simulada tornando
mandatória a subcontratação7 de todas as operações produtivas e tornando nulos os
tempos de transporte.
Anulados os tempos de transporte e fila, o tempo total de produção do
pedido reduz-se então ao somatório dos tempos de máquina e preparação. Nesse
sentido, essa situação simula um “melhor caso” em termos de pontualidade caso o
projeto, o processo e a disponibilidade dos materiais não possa ser alterada.
Já em termos de custos, como todos os serviços da carteira são nessa
hipótese, subcontratados a terceiros (e esta tende a ser justamente a opção mais
cara de ajuste de capacidade), é razoável supor que o resultado obtido é uma
estimativa de “pior caso”, em termos dos custos de processamento.
A título de ilustração a figura 5 apresenta um relatório emitido pelo sistema
Jobbing-II para avaliar a pontualidade de entrega obtida após uma corrida de
simulação realizada nas condições aqui mencionadas.
7A subcontratação que está sendo aqui simulada refere-se aqueles serviços que a fábrica rotineiramente executa mas que, por questões de limitação de capacidade, decide-se fazer fora. Registre-se que para possibilitar a identificação do melhor caso, a eficiência desse tipo de subcontratação é simulada como sendo igual a da melhor máquina disponível dentro da fábrica e é suposto que haverá tantos subcontratados disponíveis quantos forem necessários. Quando esse modelamento não é razoável, o subcontratado pode ser também cadastrado como se fosse um outro recurso (no caso externo) com atributos próprios (e.g. eficiência, período de trabalho, etc.).
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R701 METALMECA Calderaria, Usinagem e Montagem Ltda Emiss:25/05/94 JOBBING PROGRAMACAO POR SIMULACAO Refer:27/05/94 *** Cumprimento de Prazos *** Pedido Cliente Descricao Atrav. Promessa Programa Desvio 94/150 CSN ANEL INTERMEDIARIO 23 25/06/94 29/06/94 + 4.0 94/151 CSN CORREDICA 31 15/07/94 11/07/94 - 4.0 94/152 CSN ANTI DEFLAGRANTE 41 10/07/94 25/07/94 15.0 94/153 CSN FECHO BAIONETA 24 25/06/94 30/06/94 5.0 94/154 CSN GUIA SUPERIOR 35 15/07/94 15/07/94 0.0 94/155 PETRO MACAE CAIXA ES 534 36 15/07/94 18/07/94 3.0 94/156 COSIGUA S.CR GUIA INFERIOR 25 30/06/94 01/07/94 1.0 94/157 COSIGUA S.CR ALAVANCA ACION. 34 15/07/94 14/07/94 - 1.0 94/158 MANGUINHOS ROTOR 2. ESTAGIO 35 15/07/94 15/07/94 0.0 94/159 MANGUINHOS GUIA DE SAIDA 35 15/07/94 15/07/94 0.0 94/160 MANGUINHOS DISTRIBUIDOR 33 15/07/94 13/07/94 - 2.0 Valores Medios ==> 23 54.5% 1.9 Voltar
Figura 5: Exemplo de relatório de cumprimento de prazos emitido pelo sistema Jobbing-II8
8Na figura 5, “Atrav” dá conta do tempo total de atravessamento do pedido em número de dias e “Desvio” é calculado subtraindo-se a data programada (”programa”) de entrega da data prometida (“Promessa”) ao cliente. Só são computados dias úteis. Valores negativos são antecipações, valores positivos são atrasos. O valor médio abaixo da coluna programada refere-se ao percentual de pedidos sendo entregues pontualmente.
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Analisando as questões estruturais (fase 2)
Conhecidas as fronteiras significativas do universo de soluções, inicia-se
então a fase 2 da metodologia proposta, buscando-se agora verificar se há
necessidade de realizar alterações no projeto do produto, roteiro de fabricação e/ou
plano de compras, para que seja possível atingir o objetivo de Pontualidade Total.
Isso pode ser feito observando-se os resultados alcançados no passo
anterior, onde foi simulado o melhor caso teórico, em termos de pontualidade. Com
efeito, se nessa situação onde os tempos de transporte e de fila foram simulados
como nulos, ainda assim há entregas programadas com atraso, então esses pedidos
com problemas só poderão ser entregues pontualmente se houver: (i) alteração da
data de disponibilidade dos materiais comprados ou (ii) alteração do roteiro de
fabricação dos itens e/ou projeto do produto.
Alterando o plano de materiais
Renegociar com fornecedores para antecipar a chegada de itens
encomendados anteriormente não é, em princípio, uma ação que se deva fazer
rotineiramente. As relações de fornecimento costumam ser externas a fábrica e não
devem, portanto, estar submetidas a um ritmo intenso de reprogramação.
Não obstante, frequentemente o atraso de um pedido está relacionado ao
recebimento tardio de um único material efetivamente crítico para a pontualidade.
Nessas circunstâncias, é pertinente identificar: (i) qual é esse item crítico e (ii) qual
a data mais tarde em que esse item precisa estar disponível para que o seu
fornecimento não cause atraso na entrega da obra a qual pertence.
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No sistema Jobbing-II, essa identificação e análise é feita de forma
automatizada pelo próprio sistema computacional. Um algoritmo, como o que está
embutido no simulador educacional, pesquisa o caminho crítico que resultou do
conjunto de decisões de prioridade simuladas e assim identifica, para cada pedido
em atraso, quais são os itens comprados cujo recebimento tardio está causando uma
má performance de entrega. Em seguida, as datas mais tarde de recebimento de
cada um desses itens, capazes de viabilizar a entrega pontual de seus pedidos são
determinadas via técnicas de rede. A figura 6 apresenta o relatório emitido pelo
sistema Jobbing-II onde essa análise é feita.
R704 METALMECA Calderaria, Usinagem e Montagem Ltda Emiss:25/05/94 JOBBING PROGRAMACAO POR SIMULACAO Refer:27/05/94 *** Dicas Gerenciais *** *** Problemas ligados ao suprimento dos materiais ***
Item Aplicacao Promessa Programa Lento Normal Rapido 94/143.21 27/05/94 05/07/94 05/07/94 03/06/94 21/06/94 04/07/94 Voltar
Figura 6: Exemplo de relatório de problemas de compras emitido pelo sistema Jobbing-II
Na figura 6, o campo “Aplicação” refere-se a data de uso do material
conforme planejamento agregado vindo de um sistema MRP, por exemplo.
“Promessa”é a data prometida pelo fornecedor e “Programa” é a data de utilização do
item programada pelo simulador.
20
Como pode-se observar três datas são sugeridas. A data rápida é calculada
tomando-se a data de entrega do pedido e subtraindo-se os tempos de
processamento de cada operação do caminho crítico até o item comprado. A data
normal é calculada do mesmo modo diferenciando-se o cálculo apenas pelo fato de
que além dos tempos de máquina são também subtraídos os tempos estimados para
a movimentação dos materiais entre cada duas operações produtivas. Por fim a data
lenta é ainda calculada pelo mesmo raciocínio, agora incluindo-se no cálculo também
as estimativas de tempo de fila (calculadas pelo próprio simulador numa simulação
anterior).
É interessante notar que essas três datas funcionam como sugestões de
renegociação com o fornecedor, cada uma delas trazendo consigo uma implicação
gerencial. Isto é, renegociar o recebimento do material para a data normal significa
implicitamente assumir a necessidade de priorizar essa encomenda para evitar
retenções em fila. Do mesmo modo, o recebimento do material na data rápida
obriga que além de receber uma prioridade alta a encomenda seja expeditada no
chão-de-fábrica (zerando os tempos de transporte) para que seja possível cumprir
os prazos de entrega.
21
Alterando os dados de Projeto e Processo
Se (i) a renegociação de compras é inviável por razões técnicas ou
comerciais ou (ii) se apenas a soma dos tempos de processamento das várias
operações do pedido que ainda estão por ser feitas já supera a folga9, as únicas
alternativas que restam para o atendimento pontual do pedido relacionam-se a
revisão do projeto e/ ou do processo.
Frize-se que essas alternativas são normalmente limitadas no horizonte de
curto prazo por requererem estudos técnicos mais detalhados, envolvendo
frequentemente outros setores da companhia como a Engenharia de Projetos e de
Processos, mas devem ser exploradas como uma possibilidade real, especialmente
naquelas situações industriais onde o tempo total de produção é da ordem de meses
ou ano, acomodando portanto revisões dessa natureza.
Nessa situação, a análise de caminhos críticos provida pelo simulador traz
importantes indicações sobre que processos tecnológicos devem ser revistos ou
aprimorados de forma a acomodar os tempos totais de fabricação no prazo prometido
ao cliente.
9Entenda-se folga existente como o período de tempo existente entre o dia corrente e o prazo de entrega prometido
22
Determinando uma solução realista (fase 3)
Estando validados os dados, e corretas as condições “estruturais” do
problema (ou seja, sendo viáveis o plano de chegada de materiais, os roteiros de
produção e a árvore do produto), é então o momento de avançar na busca da
solução desejada determinando-se agora uma solução realista, que considere as
prioridades definidas pela direção da empresa mas também as limitações e
características de processamento da fábrica.
Informando as características particulares de processamento da fábrica
Modelos são, por definição, simplificações da realidade. Devem reproduzir a
essência do funcionamento de um sistema mas não necessariamente os seus
detalhes mais específicos. Nesse sentido é natural que algumas situações de
contorno do problema sejam acomodadas pela ação explícita do usuário e não pelo
modelamento de simulação propriamente dito.
Por exemplo: em alguns centros de trabalho, a operação ali realizada é de tal
forma simples que é artificial a consideração do limite de capacidade existente
durante a simulação. Isto é, se a simulação representar a ocorrência de filas nesses
centros claramente não-críticos estará sendo mais “realista que o rei” pelo fato de
que, na prática, quando essas filas ocorrem, as alternativas para resolvê-las são tão
simples que não vale a pena representá-las no modelo (tipicamente, atividades
manuais como serrar uma barra em pequenos pedaços, um trabalho que,
eventualmente, pode ser feito por qualquer operário).
Nessas hipóteses, o programador deve informar ao sistema que tais centros
devem ser simulados como setores de “capacidade infinita” (no Jobbing-II deve-se
optar por“subcontratação mandatória” nesse centro).
23
Outro exemplo. Em determinada fase do processo de produção, um grupo
de operações consecutivas é feita manualmente com os operadores e as ferramentas
estando fisicamente alocados ao produto. Em decorrência, os tempos de
movimentação de material entre operações é desprezível. Nesse caso, o
programador deve informar ao sistema que nesse estágio de fabricação os tempos de
transporte são virtualmente nulos.
Adicionalmente, é também pertinente nesse estágio ainda restringir o
processamento aos limites reais de capacidade existentes, proibindo-se para o
simulador, o uso de horas-extra, subcontratações e apressamentos.
Informando as prioridades conhecidas
Da mesma forma como devem ser informadas ao simulador as características
de produção reconhecidamente existentes, também as prioridades conhecidas,
decididas pela direção da empresa, devem ser consideradas pelo sistema a partir
desse estágio do processo de solução. Se um certo pedido é considerado prioritário,
não há porque omitir essa informação do simulador.
Cabe, portanto, ao programador informar quais pedidos têm clara prioridade
sobre os demais. Deve-se notar que esse recurso é mais eficaz quando fica restrito
às obras verdadeiramente importantes. De fato, a super-utilização do
estabelecimento de prioridades dilui os efeitos dessa ação e restringe os graus de
liberdade do simulador.
Isto é, se tudo é considerado prioritário, então na verdade nada é prioritário.
E também, se todas as obras estão “amarradas” entre si por uma escala de
prioridades relativas explicitamente determinada “a priori” pelo usuário, então o papel
do simulador é praticamente nulo como instrumento de geração de hipóteses, pois o
sequenciamento está implicitamente definido pelos dados de entrada.
24
Além do ordenamento do processamento de vários pedidos, o recurso de
priorização pode também ser utilizado para estabelecer o fluxo de processamento
desejado dentro de uma mesma obra. Em algumas situações pode ser importante,
por exemplo, sequenciar a fabricação dos vários conjuntos de um projeto de acordo
com o fluxo desejado de recebimento de materiais na área de montagem. Nessa
hipótese, o programador pode estabelecer prioridades internas às obras fazendo com
que a fabricação de componentes para um certo conjunto A, por exemplo, seja
programada com prioridade em relação a fabricação de componentes de um outro
conjunto B dessa mesma obra, pelo simples fato de que, por limitações de espaço,
não é desejável que os componentes de A e B cheguem simultaneamente na área
de montagem.
Novamente, se a solução encontrada nesse estágio é já considerada boa,
pode-se implementá-la na fábrica, muito embora não há porque nesse estágio não se
continuar procurando soluções mais eficientes, com melhor razão custo-benefício.
25
Buscando os principais objetivos de curto prazo (fase 4)
A solução simulada na fase anterior tem já muitas virtudes. Em primeiro
lugar, é uma solução factível, capaz de ser imediatamente passada ao chão-de-
fábrica. Isto é, os limites de capacidade e características de processamento
existentes foram considerados no ato do planejamento. Em segundo lugar, as
prioridades relativas definidas pelo programador foram também igualmente
consideradas, sendo a programação, obtida pelo simulador, o resultado de um
grande número de decisões de carregamento em máquina feitas buscando beneficiar
os pedidos mais importantes.
Entretanto, se determinados pedidos considerados vitais estão com um
resultado em termos de pontualidade de entrega programada ainda insatisfatório,
cabe questionar em que medida essas limitações de capacidade e de material estão
(ou não) restringindo a performance do sistema. É o momento, portanto, de
investigar formas de remover tais restrições (se houverem) contrapondo os
benefícios alcançados por essas gerenciais contra os custos de processamento
adicionais porventura delas oriundos.
Encurtando o caminho crítico via processamento em hora-extra
Se uma obra está entre as de maior prioridade, mas ainda assim está sendo
entregue com atraso face as retenções que algumas de suas operações estão
sofrendo em filas de processamento, uma estratégia que pode ser tentada para
beneficiar essa obra é trabalhar em horário-extra nesses centros de trabalho onde os
materiais estão retidos, para que a sobrecarga de serviços ali se dissipe mais
rapidamente. Reduz-se assim a espera por processamento e, em decorrência, pode-
se conseguir antecipações na entrega da obra que estava sendo programada com
atraso.
26
O processamento em horário-extra é, entretanto, mais caro que o
processamento normal. Em consequência, deve-se fazer com que esse ajuste
restrinja-se ao mínimo necessário para beneficiar essa obra prioritária, que está
atrasada. Trata-se de concentrar todo o custo adicional de processamento na busca
do objetivo considerado relevante.
O simulador acomoda essa necessidade gerencial permitindo que o
programador de produção “autorize” a fabricação em hora-extra apenas de serviços
que beneficiem a entrega pontual de um certo pedido. Em tempo de simulação, a
criticidade dessas operações “autorizadas” pelo usuário é analisada pelo algoritmo
decidindo-se, em função dessa análise, se vale (ou não) a pena o gasto adicional
com hora-extra.
Deve-se salientar que, nesse instante, o planejamento não está sendo feito
nos moldes de capacidade infinita nem tampouco segundo o conceito de
programação com capacidade finita constante. Os ajustes de capacidade aqui são
programados pontualmente restringindo-se apenas aos momentos onde são
imprescindíveis para o cumprimento dos prazos (daí a expressão “capacidade
dinamicamente ajustável”).
Encurtando o caminho crítico via processamento subcontratado
A expansão da capacidade de um centro via trabalho em horário-extra é uma
ação gerencial plausível mas obviamente limitada, já que há um limite máximo de
horas adicionais de processamento que podem ser extraordinariamente contratadas a
cada dia. Nesse sentido, embora essa seja de fato uma boa estratégia para
“encurtar” o caminho crítico de uma certa obra, nem sempre os benefícios daí
advindos são suficientes para viabilizar a entrega pontual do pedido.
27
Sendo assim resta explorar uma outra forma alternativa eficaz para reduzir as
filas que sujeitam as operações críticas da obra considerada urgente a esperas
indesejáveis, qual seja, a subcontratação de serviços a terceiros.
Naturalmente, a subcontratação envolve também custos adicionais de
processamento e, portanto, as mesmas reflexões feitas no caso da hora-extra são
aqui pertinentes. Além disso, a lógica de decisão do simulador ainda vincula a
decisão de subcontratar ao atingimento de um determinado objetivo prioritário (por
exemplo, entregar um pedido X numa certa data Y), de forma que sejam pagos
apenas os custos adicionais relacionado aos benefícios gerados (vide princípio da
capacidade finita dinamicamente ajustável) .
Encurtando o caminho crítico via apressamento do transporte entre operações
Uma terceira estratégia que pode ser tentada para reduzir o processamento
crítico de um certo pedido prioritário é o apressamento do transporte de materiais
entre os vários estágios produtivos.
Como no caso da renegociação com fornecedores, o apressamento não é
também uma medida que possa ser feita de forma indiscriminada, uma vez que a
estabilidade de procedimento operacional do chão-de-fábrica é altamente desejável.
Sem dúvida alguma, quanto menos processamentos especiais existirem, melhor para
o andamento regular da produção.
Não obstante, tomado não como regra, mas como uma exceção, o
apressamento deve ser analisado como uma alternativa efetiva para aqueles pedidos
cuja entrega pontual é absolutamente essencial.
28
Nessa hipótese, cabe ao programador: (i) identificar que operações do
pedido são críticas para a pontualidade e (ii) apressar a movimentação de materiais
entre essas operações, simulando a situação em que os itens ao sairem de uma
máquina são movidos o mais rápido possível para a máquina seguinte visando um
pronto atendimento.
No sistema Jobbing-II, essa identificação é feita de forma automatizada pelo
próprio sistema computacional. Um algoritmo pesquisa o caminho crítico que
resultou do conjunto de decisões de prioridade simuladas e assim identifica a lista de
operações que compõe o caminho crítico capacitado de cada obra. Cabe, então, ao
programador reduzir esses tempos para valores menores, mas razoáveis. A figura
7, apresenta o relatório emitido pelo sistema Jobbing-II onde essa análise é feita.
R706 METALMECA Calderaria, Usinagem e Montagem Ltda Emiss:25/05/94 JOBBING PROGRAMACAO POR SIMULACAO Refer:27/05/94 *** Dicas Gerenciais *** *** Operacoes criticas de obras programadas com atraso *** Itens Oper. Centro A seguir HorasTotais Programa LimiteDeMelhoria 94/143 C EMB 1 4.0 28/07/94 94/143 B PIN 2 16.0 28/07/94 94/143 A MON 3 24.0 28/07/94 94/143.1 E FUR 4 12.0 15/07/94 13/07/94 94/143.1 D FRE 5 8.0 15/07/94 94/143.1 C TOR 6 6.0 15/07/94 94/143.1 B REB 7 2.0 15/07/94 94/143.1 A TEM 8 8.0 15/07/94 Voltar
Figura 7: Exemplo de relatório de caminho crítico emitido pelo sistema Jobbing-II10
10Na figura 7, “Itens”, “Oper” e “Centro” são códigos identificadores da operação; “A seguir” dá conta do número de operações restantes (a própria inclusive); “Horas totais” é a duração estimada da operação; “Programa”é a data programada para a operação e “Limite de Melhoria” revela a data em que o ramo da árvore do pedido deixa de ser crítico porque um ramo “irmão” torna-se mais urgente.
29
Buscando a Pontualidade Total (fase 5)
Ao longo dos passos anteriores, várias alternativas de gestão de curto prazo
foram avaliadas e combinadas visando alcançar os objetivos específicos e prioridades
consideradas as mais relevantes. Admitindo que esses objetivos de curto prazo
tenham sido, nesse estágio, dentro do possível, já atendidos, a atenção gerencial
desloca-se então para a meta de Pontualidade Total.
Isto é, cabe agora ao programador da produção tomar medidas que
caminhem na direção da meta de 100% de pedidos programados com entregas
pontuais. Trata-se agora não mais de favorecer um certo conjunto de obras
prioritárias, mas sim de investigar como o nível de capacidade da fábrica pode ser
ajustado de modo a atender satisfatoriamente os demais pedidos.
Identificando os principais gargalos de capacidade
Para beneficiar o maior número de obras com o menor custo de ajuste de
capacidade, uma boa idéia é ampliar a capacidade de processamento dos “gargalos”
de capacidade do sistema, uma vez que estes tendem a ser os “diques” que retêm a
maior parte dos serviços em filas de processamento.
Se os recursos financeiros para o financiamento da produção são limitados,
parece sensato concentrar esses recursos (i) nos objetivos considerados
fundamentais para a empresa (como foi feito nas fases anteriores) e (ii) na provisão
de capacidade adicional de processamento nos recursos “gargalos”.
30
Porém, como mencionado na revisão bibliográfica, na típica planta de
produção sob encomenda, os “gargalos” tendem a se mover, dependendo do
conteúdo da carteira de pedidos que está sendo processada. O primeiro passo,
portanto, é aqui a identificação de quais centros estão provocando as maiores
retenções, dada a carga de trabalho considerada.
Essa informação pode ser obtida analisando-se o comportamento de cada
centro de trabalho ao longo de (ou após) uma corrida de simulação. Examinando-se
a figura 8, que apresenta um relatório emitido pelo sistema Jobbing-II pode-se
identificar, através de indicadores como tempo médio de espera e utilização de
máquinas, quais são esses recursos críticos11.
R702 METALMECA Calderaria, Usinagem e Montagem Ltda Emiss:25/05/94 JOBBING PROGRAMACAO POR SIMULACAO Refer:27/05/94 *** Carga / Utilizacao de Maquinas / Filas *** AR CT Descricao Norm Extr SubC Util Espera Livre PrimUtil UtlFinal CA DOB DOBRAMENTO 100 0 0 76.1 3.1 55 01/06/94 13/07/94 CA RIS RISCO 100 0 0 68.4 4.0 79 27/05/94 11/07/94 MO BEM EMBALAGEM 100 0 0 40.3 0.1 225 13/06/94 18/08/94 MO MON MONTAGEM 100 0 0 61.2 3.3 228 23/06/94 12/08/94 MO PIN PINTURA 100 0 0 74.9 6.4 95 10/06/94 16/08/94 TT TEM TEMPERA 100 0 0 98.8 47.3 46 06/06/94 05/07/94 US FRE FRESAMENTO 100 0 0 83.5 38.8 68 30/05/94 10/08/94 US FUR FURACAO 100 0 0 47.5 1.1 399 01/06/94 05/08/94 US PLA PLAINAMENTO 100 0 0 23.0 0.0 536 14/06/94 15/08/94 US REB REBARBAGEM 100 0 0 47.1 0.6 119 27/05/94 06/07/94 US TOR TORNEAMENTO 100 0 0 27.6 0.1 672 27/05/94 07/07/94 Valores medios ==> 100 0 0 58.9 9.5 2522 Voltar
Figura 8: Exemplo de relatório de utilização emitido pelo sistema Jobbing-II12
11Como se pode observar, os centros Têmpera e Fresamento são aparentemente os “gargalos”do problema já que apresentam grandes esperas médias (47,3 e 38,8 horas para um item-cliente ser atendido). 12Na figura 8, “AR” e “CT” são códigos identificadores respectivamente da Área de Responsabilidade e do Centro de Trabalho. “Utilização” é calculada pela divisão da carga pela disponbilidade do centro e “Espera” é o número de horas que cada serviço esperou em média por atendimento no centro em questão. “Livre” dá conta do número de horas não comprometidas entre a primeira utilização do centro (“PrimUtil”) e a última (“UtlFinal”).
31
Ampliando a capacidade de produção dos gargalos via horas-extra
Identificados os “gargalos” do sistema para o processamento da carteira de
pedidos corrente, o programador da produção deve então avaliar os custos e
benefícios decorrentes da autorização de horas-extra nesses centros de trabalho.
Esse exercício pode ser feito iterativamente, repetindo-se o ciclo abaixo até
que os resultados não sejam mais considerados compensadores ou até que os
“gargalos” se estabilizem:
1. análise do relatório de utilização para identificação de “gargalos”;
2. autorização de processamento em hora-extra nos centros “gargalos”;
3. simulação;
4. avaliação dos benefícios em termos de pontualidade e dos custos adicionais de
processamento.
5. Voltar ao passo 1.
Esse ciclo de melhoria contínua deve ser feito porque após a autorização de
horas-extra para um certo centro de trabalho todo o processamento é afetado,
podendo aparecer novos “gargalos” a cada passo. Dentro dessa perspectiva, o
método de solução guarda relações, nesse estágio, com o Kaizen e a Teoria das
Restrições.
32
Reduzindo a carga de trabalho dos gargalos via subcontratações
Outra possibilidade gerencial que pode ser tentada com o mesmo propósito
(isto é, reduzir filas nos centros “garagalo”) é o deslocamento para terceiros, via
subcontratação, de parte da carga de trabalho que está “engarrafada” nesses
centros.
Trata-se de uma opção convergente e complementar à citada no item
anterior. Por exemplo, se a utilização de horas-extra é insuficiente para alcançar o
performance de entrega desejada, pode-se conjugar essa ampliação da capacidade
de trabalho (via hora-extra) com a redução da demanda por serviço (via
subcontratação).
A lógica a ser utilizada pelo programador para decidir a conveniência ou não
desse tipo de ação tende a ser exatamente a mesma do item anterior. Isto é, a
autorização é concedida nos centro “gargalo” e os benefícios gerados em termos de
pontualidade de entrega são confrontados com os custos adicionais de
processamento incorridos.
33
Buscando uma melhor relação custo-benefício (fase 6)
Até esse estágio, todo o raciocínio esteve direcionado para o objetivo de
pontualidade, seja dos pedidos considerados críticos, seja da carteira como um
todo. Agora, nessa última fase, procura-se adicionar a esse objetivo a busca de
uma melhor lucratividade.
Reduzindo os custos de processamento
Entra-se agora numa fase de investigação e detalhamento onde a solução de
“Pontualidade Total” encontrada nos estágios anteriores tem seus custos
questionados detalhadamente. Isto é, na fase 5, a capacidade dos “gargalos” foi
expandida para beneficiar o maior número possível de pedidos. Cabe agora,
entretanto, avaliar, pedido a pedido, se os custos adicionais de hora-extra e
subcontratação alocados a cada obra estão sendo compensadores.
Embora haja o interesse estratégico em desenvolver uma reputação de fiel
cumpridor de prazos, a realidade mostra que há sempre um pequeno conjunto de
pedidos para os quais a disposição da direção da empresa em investir recursos é
limitada.
Quando esse é o caso, pode-se reduzir os gastos de ajuste do nível de
capacidade dos “gargalos” proibindo-se o uso de horas-extras e subcontratações que
estejam beneficiando obras sem valor estratégico. Essa medida tende a aumentar a
lucratividade mantendo a performance de entrega já alcançada, nos pedidos
estrategicamente relevantes.
34
Investigando os impactos das várias heurísticas
Após esse último passo espera-se que estejam definidos:
1. os projetos e processos a serem utilizados;
2. o plano de materiais estabelecendo a data de aplicação (data de uso previsto) dos
materiais comprados;
3. o nível de capacidade em todos os centros de trabalho da fábrica com a definição
de funcionamento em hora-extra e
4. a carga de trabalho a ser subcontratada, ou que serviços serão deslocados para
terceiros.
Agora - e somente agora - quando os dados de capacidade e demanda estão
precisamente definidos, passa a ter sentido buscar uma solução para o problema
dinâmico tradicional de sequenciamento.
Ou seja, é o momento de se avaliar o impacto das várias heurísticas de
processamento. Registre-se que a experiência industrial tem mostrado que na
situação de produção sob encomenda, onde a carga de trabalho é muito variável,
não há uma heurística “ganhadora”, que desempenhe sempre melhor que as demais.
Muito ao contrário, na mesma fábrica, para a mesma capacidade, e para uma
carteira de pedidos com características semelhantes, a melhor heurística varia de
semana para semana, sendo a análise totalmente dependente dos dados do
problema.
Assim, o que se propõe aqui é que, nesse estágio, o programador
simplesmente teste o impacto de todas as heurísticas disponíveis. Isto é, gere as
simulações que lhe parecerem pertinentes utilizando uma ou mais heurísticas
disponíveis, de forma isolada ou combinada, e em seguida avalie os impactos na
pontualidade e nos custos. Isso significa utilizar o simulador na sua essência: uma
ferramenta ágil para gerar e avaliar cenários (registre-se que para que essa
abordagem de solução seja viável, o simulador deve ser capaz de gerar soluções
em segundos13).
13O sistema Jobbing realiza uma corrida de simulação com 5000 operações em cerca de 30 segundos.
35
É interessante observar que essa abordagem é fundamentalmente diferente
da utilizada nas primeiras aplicações do Jobbing quando então as regras heurísticas
eram testadas logo de início. O problema de testar essas regras no início do
planejamento é que, se elas não levarem a uma solução satisfatória e for necessário,
em seguida, alterar capacidades ou o plano de chegada de materiais, o problema
muda completamente e, como consequência, todas as conclusões já obtidas se
perdem devendo se reiniciar a avaliação das regras diante das novas condições de
contorno do problema.
Em função disso, acredita-se que as heurísticas são melhor utilizadas ao fim
do processo de planejamento como um ajuste fino da solução alcançada.
Melhorando outros objetivos secundários
Finalmente, contemplados os principais objetivos de curto prazo, os objetivos
estratégicos e de redução de custos, o simulador pode ainda ser utilizado buscando
satisfazer objetivos secundários de menor relevância. A idéia aqui é ajustar a
solução pontualmente, buscando priorizar operações específicas que sejam capazes
de trazer benefícios sem prejudicar a essência da solução já construída.
Por exemplo: considere-se que uma obra de importância secundária após
todos as tentativas feitas continua com sua entrega sendo programada com atraso
por limitações de capacidade ou de orçamento. Pode-se identificar qual é a operação
do caminho crítico dessa obra que mais tempo esperou em fila antes de ser
processada. Em seguida pode-se dar a essa operação específica uma prioridade
alta (embora menor que a dada para os pedidos principais) e realizar-se nova
simulação para verificar se houve impacto na entrega dessa obra. Caso positivo, o
mesmo ciclo pode ser repetido até que a melhoria obtida fique estacionária.
36
Esse processo de melhoria teoricamente não tem fim. Inúmeras são as
possibilidades e, como discutido anteriormente, não há uma pista certa que conduza
a solução ótima. Na prática, portanto, esse exercício de melhoria fica condicionado
a disponibilidade de tempo e sensibilidade do programador que deve encerrar o
planejamento quando observar que a relação entre o esforço gasto para formular uma
nova hipótese vencedora e a vantagem adicional obtida por essa solução não é mais
compensadora (“lei dos retornos decrescentes”).
A título de ilustração a figura 9 apresenta um relatório emitido pelo sistema
Jobbing-II que dá subsídio a esse tipo de análise.
R702 METALMECA Calderaria, Usinagem e Montagem Ltda Emiss:25/05/94 JOBBING PROGRAMACAO POR SIMULACAO Refer:27/05/94 *** Dicas Gerenciais *** *** Operacoes criticas e retidas em fila (obras programadas com atraso) *** Item Oper Centro Fila Retencao A seguir Programa Limite 94/138 B PIN 16 7 2 01/07/94 94/143.1 D FRE 51 27 5 13/07/94 12/07/94 94/143.1 A TEM 32 16 8 13/07/94 12/07/94 94/145 B PIN 0 4 2 01/08/94 94/145.1 D FRE 42 6 5 11/07/94 28/06/94 94/145.1 A TEM 0 8 8 11/07/94 28/06/94 94/148 B PIN 16 18 2 09/08/94 94/148.1 D FRE 97 19 5 26/07/94 21/06/94 94/148.1 A TEM 52 4 8 26/07/94 21/06/94 94/155.1 D FRE 120 12 5 04/08/94 28/06/94 94/155..1 A TEM 60 8 8 04/08/94 28/06/94 94/158 B PIN 24 16 2 05/08/94 94/158.1 D FRE 99 3 5 21/07/94 27/06/94 Voltar
Figura 9: Relatório “Sugestões de priorização” emitido pelo sistema Jobbing-II14
14Na figura 9, “Item”, “Oper” e “Centro” são códigos identificadores da operação; “Fila” é o tempo de permanência em horas da operação na fila; “Retenção” é o tempo decorrido entre a chegada de um item num centro e o primeiro instante a seguir em que alguma máquina do centro ficou livre; “A seguir” é o número de operações posteriores (inclusive a própria) e “Limite de Melhoria” revela a data em que o ramo da árvore do pedido deixa de ser crítico porque um ramo “irmão” fica mais urgente.
37
Síntese e conclusões
Nesse texto foi apresentado o método GEFÁSICO - Gestão Estratégica da
Fábrica por Simulação Computacional no contexto da Pontualidade Total. Além de
uma etapa inicial de validação dos dados disponíveis, o método inclui seis etapas
básicas de raciocínio.
A primeira fase é dedicada a explorar os limites do universo de soluções do
problema como forma de ganhar conhecimento da situação em análise identificando-
se, por exemplo, estimativas de quais sejam a melhor e a pior solução em termos de
performance de entrega e custos de processamento.
Em seguida, num segundo estágio, as limitações estruturais que afetam o
problema de sequenciamento são identificadas e corrigidas, na medida do possível.
Por exemplo, pode ser impossível entregar uma encomenda no prazo devido ao
recebimento tardio de um certo material comprado. Neste caso, a renegociação da
entrega do item pode ser tentada junto ao fornecedor.
No terceiro estágio do processo de solução busca-se então uma solução
realista. As prioridades conhecidas e as limitações e características de
processamento da fábrica são informadas ao simulador que gera uma solução ainda
inicial, mas factível, passível de imediata implementação no chão-de-fábrica.
Dando continuidade, na quarta e quinta fase desenvolve-se um processo de
ajuste de capacidade visando respectivamente o atingimento dos principais objetivos
selecionados pela empresa no curto prazo e os objetivos estratégicos relacionados a
noção de Pontualidade Total. As principais estratégias simuladas nesse estágio
visam o nivelamento da capacidade, seletivamente, provendo “horas-extras” de
processamento nos recursos críticos ou reduzindo, também seletivamente, a carga
nos centros com grandes filas de processamento, via subcontratação de serviços.
Esse é o estágio onde explicita-se mais claramente o princípio da programação por
capacidade finita dinamicamente ajustável, proposto no Texto Leitura 2.
38
Só no sexto e último estágio da metodologia de solução a atenção se volta
para o exame das heurísticas de processamento buscando a melhoria global da
solução. As várias heurísticas disponíveis são então testadas e é escolhida a que
melhor desempenho apresenta para o processamento da carteira de pedidos
corrente. Em seguida segue-se um processo de melhorias pontuais baseado na
análise dos caminhos críticos das obras ainda com entrega programada com atraso.
Essa sequência de passos é até certo ponto surpreendente na medida em a
maioria dos estudos (e mesmo as primeiras abordagens utilizadas nesse próprio
trabalho) quase sempre sugere começar o raciocínio pelo exame das heurísticas de
sequenciamento já que, em princípio, não há custos associados a alteração de
prioridades.
Experiências práticas de uso da simulação para a programação da produção
em indústrias do setor metal-mecânico induziram essa nova linha de raciocínio. A
justificativa é que não vale a pena aprofundar o estudo do impacto das várias
heurísticas antes que os limites (isto é, o nível de capacidade e o plano de materiais)
do problema estejam precisamente definidos. Isto porque, quando por exemplo
uma decisão sobre a utilização de horas-extra é tomada, todas as conclusões
anteriores sobre regras de sequenciamento são prejudicadas.
O método Gefásico aqui apresentado é um “embrião” do modelamento do
processo de tomada de decisão. Um desenvolvimento mais detalhado dessas idéias
poderão, no futuro, subsidiar o acoplamento do simulador a um sistema especialista
que avalie os resultados de cada corrida e tome as decisões apropriadas.